DE10194689B4 - Non-volatile semiconductor memories with two storage units and method for their production - Google Patents

Non-volatile semiconductor memories with two storage units and method for their production Download PDF

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Abstract

Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher mit einer Speicherzelle, die Folgendes aufweist: – einen Kanalbildungsbereich (CH) aus einem Halbleiter; – Ladungsspeicherfilme (CSF) jeweils aus einer Anzahl aufeinander gestapelter dielektrischer Filme mit Ladungshaltevermögen; – zwei Speicher aus Bereichen der Ladungsspeicherfilme (CSF), die zwei Enden des Kanalbildungsbereichs (CH) überlappen; – einen einschichtigen dielektrischen Film (DF2), der mit dem Kanalbildungsbereich (CH) zwischen den Speichereinheiten in Kontakt steht; – zwei erste Steuerelektroden (CG1, CG2), von denen jeweils eine einer Speichereinheit so zugeordnet ist, und die so ausgebildet sind, dass ihre Breite mit zunehmendem Abstand von dem Kanalbildungsbereich abnimmt; und – eine zweite Steuerelektrode (WL), die in den Raum zwischen den zwei ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) in einem gegen die ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) isolierten Zustand eingebettet ist, wobei sie mit dem einschichtigen dielektrischen Film (DF2) in Kontakt steht.A non-volatile semiconductor memory having a memory cell, comprising: a channel formation region (CH) made of a semiconductor; - Charge storage films (CSF) each composed of a number of dielectric films with charge retention capacity stacked on one another; - two reservoirs of areas of the charge storage films (CSF) which overlap two ends of the channel formation area (CH); A single-layer dielectric film (DF2) in contact with the channel formation region (CH) between the memory units; - Two first control electrodes (CG1, CG2), one of which is assigned to a memory unit in each case, and which are designed such that their width decreases with increasing distance from the channel formation region; and - a second control electrode (WL) embedded in the space between the two first control electrodes (CG1, CG2) in a state insulated from the first control electrodes (CG1, CG2) with the single-layer dielectric film (DF2) in Contact is available.

Description

Die Erfindung betrifft einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher mit zwei Speichereinheiten mit jeweils einem Ladungsspeicherfilm aus mehreren übereinander gestapelten dielektrischen Filmen an den zwei Enden eines Kanalbildungsbereichs, wobei dieser Speicher in den Speichereinheiten zwei Informationsbits unabhängig voneinander speichern kann, und sie betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Speichers.The invention relates to a non-volatile semiconductor memory having two memory units, each having a charge storage film of a plurality of stacked dielectric films at the two ends of a channel formation region, said memory in the storage units can store two bits of information independently, and relates to a method for producing such a memory.

HINTERGRUNDBILDENDE TECHNIKBACKGROUND TECHNIQUE

In der Technik sind Halbleiterspeicher vom sogenannten ”MONOS”(Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor)-Typ und andere nichtflüchtige Halbleiterspeicher mit Ladungsspeicherfilmen aus mehreren übereinander gestapelten dielektrischen Filmen bekannt, die Information durch Steuern von Ladungsmengen speichern, die in Ladungsfallen in den Ladungsspeicherfilmen gespeichert sind.Also known in the art are semiconductor memories of the so-called "metal oxide nitride oxide" (MONOS) type and other non-volatile semiconductor memories having charge storage films of a plurality of stacked dielectric films which store information by controlling amounts of charge stored in charge traps in the charge storage films.

Aus der US 5 408 115 A ist ein EEPROM-Speicher mit einem Speicher pro Speicherzelle bekannt.From the US 5,408,115 For example, an EEPROM memory with one memory per memory cell is known.

In jüngerer Zeit erkennt die Technologie die Tatsache, dass es möglich ist, eine Ladung in einen Teil eines Ladungsbereichs verteilter Ladungsfallen mittels des herkömmlichen CHE(Channel Hot Electron = heiße Kanalelektronen)-Injektionsverfahren zu injizieren und Binärinformation auf der Sourceseite und der Drainseite eines Ladungsspeicherfilms unabhängig zu speichern, um, gemäß Berichten, unabhängige Speicherung zweier Informationsbits in einer Speicherzelle zu ermöglichen.More recently, the technology recognizes the fact that it is possible to inject a charge into a part of a charge region of distributed charge traps by the conventional CHE (Channel Hot Electron) injection method and binary information on the source side and the drain side of a charge storage film independently to store, as reported, independent storage of two bits of information in a memory cell.

Zum Beispiel werden gemäß ”HAYASHI, Y. [u. a.]: Twin MONOS cell with dual control gates. In: 2000 Symposium on VLSI Technology, Digest of Technical Papers, Honolulu, 13.–15. Juni 2000, S. 122–123, Ladungsspeicherfilme gesondert auf der Source- und der Drainseite angebracht, Steuerelektroden werden auf den Ladungsspeicherfilmen angebracht, und Wort-Gateelektroden werden im zentralen Teil eines Kanals zwischen den Steuerelektroden in einem Zustand angebracht, bei dem ein einschichtiger dielektrischer Film ohne Ladungshaltevermögen eingefügt ist.For example, according to "HAYASHI, Y. [u. a.]: Twin MONOS cell with dual control gates. In: 2000 Symposium on VLSI Technology, Digest of Technical Papers, Honolulu, 13.-15. Charge storage films are separately mounted on the source and drain sides, control electrodes are mounted on the charge storage films, and word gate electrodes are mounted in the central part of a channel between the control electrodes in a state where a single-layered dielectric Film without charge retention is inserted.

Die Wort-Gateelektroden sind mit einer Wortleitung verbunden, während die Steuerelektroden in einer Richtung rechtwinklig zur Wortleitung verlegt sind und sie gesondert von den Wort-Gateelektroden gesteuert werden. Daher können die Steuerbarkeit der Position der Ladungsinjektion und der Ladungsinjektions-Wirkungsgrad verbessert werden, und im Ergebnis wird eine Schreiboperation mit hoher Geschwindigkeit erzielt.The word gate electrodes are connected to a word line while the control electrodes are laid in a direction perpendicular to the word line and are controlled separately from the word gate electrodes. Therefore, the controllability of the position of the charge injection and the charge injection efficiency can be improved, and as a result, a high-speed write operation is achieved.

Die Speicherzellen, die als ”MONOS-Zwillingszellen” bezeichnet werden, verfügen über Wort-Gateelektroden, die in der Zeilenrichtung mit einem bestimmten Intervall wiederholt sind, und sie verfügen an Seitenflächen der zwei Seiten derselben in der Zeilenrichtung über leitende Schichten vom Seitenwandtyp. ONO(Oxid-Nitrid-Oxid)-Filme, d. h. Ladungsspeicherfilme mit Ladungshaltevermögen, sind unmittelbar unter den leitenden Schichten vom Seitenwandtyp vorhanden. Im Gegensatz hierzu sind einzelne Schichten dielektrischer Filme direkt unter den Wort-Gateelektroden ausgebildet, so dass diese Teile keinerlei Ladungshaltevermögen aufweisen.The memory cells, which are referred to as "twin MONOS cells", have word gate electrodes repeated in the row direction at a certain interval, and have sidewall-type conductive layers on side surfaces of the two sides thereof in the row direction. ONO (oxide-nitride-oxide) films, d. H. Charge-holding charge-trapping films are present just below the sidewall-type conductive layers. In contrast, individual layers of dielectric films are formed directly below the word gate electrodes, so that these parts have no charge retention capability.

Die leitenden Schichten vom Seitenwandtyp und die Wort-Gateelektroden werden als Masken zum Einführen von n-Verunreinigungen an Substratstellen verwendet, die zwischen benachbarten leitenden Schichten vom Seitenwandtyp freiliegen, um n+-Fremdstoffbereiche auszubilden, die als Sources oder Drains wirken.The sidewall-type conductive layers and the word-gate electrodes are used as masks for introducing n-type impurities to substrate sites exposed between adjacent sidewall-type conductive layers to form n + impurity regions that act as sources or drains.

Die obige Veröffentlichung offenbart kein spezielles Herstellverfahren, jedoch bestehen bei einer MONOS-Zwillingszelle die folgenden Probleme bei der Herstellung und der Struktur.The above publication does not disclose a specific manufacturing method, but in a MONOS twin cell, there are the following problems in manufacture and structure.

Bei MONOS-Zwillingszellen werden die Wort-Gateelektroden hergestellt, und dann werden die leitenden Schichten vom Seitenwandtyp an ihren Seiten hergestellt. So ist ein Schritt zum Verbinden der Wort-Gateelektrode mit der Wortleitung erforderlich.For twin MONOS cells, the word gate electrodes are fabricated and then the sidewall-type conductive layers are fabricated at their sides. Thus, a step of connecting the word gate electrode to the word line is required.

Ferner müssen die Wort-Gateelektroden in MONOS-Zwillingszellen zunächst zu parallelen Leitungsformen entlang der Spaltenrichtung strukturiert werden. Dabei wird normalerweise das Material für die Wort-Gateelektrode abgeschieden, dann werden Resistmuster darauf hergestellt, und das Material der Wort-Gateelektrode wird durch ein Ätzverfahren mit starker Anisotropie, z. B. RIE (reaktives Ionenätzen) unter Verwendung des Resists als Maske bearbeitet. Die Resistmuster sind normalerweise in ihrer Querschnittsform an ihren Seitenflächen nach vorne verjüngt, und der Resist wird beim Ätzen etwas ausgespart, so dass auch die Seiten der Wort-Gateelektroden nach der Bearbeitung etwas nach vorne verjüngt sind. Ferner besteht selbst dann, wenn kein Resist verwendet wird und ein Material verwendet wird, das beim Ätzen keine Aussparung bildet, die Tendenz, dass eine Verjüngung in Vorwärtsrichtung in gewissem Ausmaß an den Seitenflächen der Wort-Gateelektroden nach der Bearbeitung aufgrund des Effekts von Seitenwandabscheidungen beim Ätzen vorhanden ist.Furthermore, the word gate electrodes in MONOS twin cells must first be patterned into parallel line shapes along the column direction. At this time, normally, the material for the word gate electrode is deposited, then resist patterns are formed thereon, and the material of the word gate electrode is formed by a strong anisotropic etching method, e.g. B. RIE (reactive ion etching) using the resist processed as a mask. The resist patterns are usually tapered forward in their cross-sectional shape on their side surfaces, and the resist is slightly recessed during etching, so that the sides of the word gate electrodes are slightly forwardly tapered after processing. Further, even if no resist is used and a material is used which does not form a recess in the etching, there is a tendency that a taper in the forward direction to some extent on the side surfaces of the word gate electrodes after processing due to the effect of sidewall depositions Etching is present.

Die Wort-Gateelektroden müssen z. B. gleichzeitig bearbeitet werden, wenn die Wortleitungen strukturiert werden, um sie gegen die Zellen zu isolieren. Jedoch müssen dabei, da die Steuergates bereits an den Seitenwänden der Wort-Gateelektroden in einem Zustand mit eingefügten Isolierfilmen hergestellt sind, die Wort-Gateelektroden selektiv geätzt und entfernt werden, während Löcher mit trapezförmiger Querschnittsform eingegraben werden. Demgemäß ist es bei diesem Ätzvorgang schwierig, die Unterseiten der Seitenflächen der sich umgekehrt verjüngenden Steuerelektroden zu ätzen, und in diesen Abschnitten entlang den Steuerelektroden werden leicht leitende Rückstände erzeugt. Wenn ein leitender Rückstand erzeugt wird, tritt zwischen den Wortleitungen ein Kurzschluss auf.The word gate electrodes must be z. B. be processed simultaneously when the word lines are structured to isolate them against the cells. However, there must be, as the control gates are already formed on the sidewalls of the word gate electrodes in a state with inserted insulating films, the word gate electrodes are selectively etched and removed while burying holes having a trapezoidal cross-sectional shape. Accordingly, in this etching, it is difficult to etch the bottoms of the side surfaces of the reverse tapered control electrodes, and slightly conductive residues are generated in these portions along the control electrodes. When a conductive residue is generated, a short circuit occurs between the word lines.

Ferner werden die leitenden Schichten vom Seitenwandtyp in Ringform erzeugt, die den Umfang der linienförmigen leitenden Schichten umgibt, um die Wort-Gateelektroden herzustellen. Wenn die leitenden Schichten vom Seitenwandtyp als solche für die Steuerelektroden verwendet werden, würden eine Steuerelektrode auf der Sourceseite und eine Steuerelektrode auf der Drainseite elektrisch kurzgeschlossen werden. Daher müssen die zwei Steuerelektroden isoliert werden, um der Steuerelektrode auf der Sourceseite und derjenigen auf der Drainseite verschiedene Spannungen zuzuführen. Diese Isolierung kann nicht insgesamt in einem weiteren Schritt, z. B. beim Bearbeiten der Wortleitungen, ausgeführt werden, so dass z. B. ein Schritt zum Herstellen einer Ätzmaske, die nur in den zwei Endabschnitten der linienförmigen leitenden Schichten zum Herstellen der Wort-Gateelektroden geöffnet ist, ein Entfernen eines die leitenden Schichten vom Seitenwandtyp durch die Öffnungen hindurch und ein Abschneiden der leitenden Schichten erforderlich werden.Further, the sidewall-type conductive layers are formed in a ring shape surrounding the periphery of the line-shaped conductive layers to make the word-gate electrodes. When the sidewall-type conductive layers are used as such for the control electrodes, a control electrode on the source side and a control electrode on the drain side would be electrically short-circuited. Therefore, the two control electrodes must be insulated to supply different voltages to the control electrode on the source side and those on the drain side. This isolation can not be total in a further step, for. B. when editing the word lines are executed, so that z. For example, a step of forming an etching mask opened only in the two end portions of the line-shaped conductive layers for producing the word gate electrodes, removing the sidewall-type conductive layers through the openings, and cutting off the conductive layers are required.

Ferner erstrecken sich bei einer MONOS-Zwillingszelle, da ONO-Filme direkt unter den leitenden Schichten vom Seitenwandtyp hergestellt werden, diese ONO-Filme, die mit dem Kanalbildungsbereich in Kontakt stehen, in der Spaltenrichtung entlang den leitenden Schichten vom Seitenwandtyp. Während des Betriebs werden Daten durch Injizieren von Ladungen in einen Bereich (nachfolgend als Speichereinheit bezeichnet) eines einen Kanal schneidenden ONO-Films injiziert, während Daten durch Abziehen der gespeicherten Ladungen zur Substratseite oder durch Injizieren einer Ladung vom umgekehrten Leitungstyp gelöscht werden. Wenn diese Umschreiboperation wiederholt wird, besteht die Tendenz, dass sich in einem benachbarten Bereich der Speichereinheit dauernd eine Ladung ansammelt. Ferner besteht die Tendenz, dass durch die Ladung ein Leckpfad zur Außenseite des Kanals erzeugt wird. Wenn Daten durch Abziehen der gespeicherten Ladungen, die Elektronen sind, aus der gesamten Oberfläche des Kanals gelöscht werden, bildet dies kein großes Problem, da sich auch der benachbarte Bereich unter Steuerung durch eine Steuerelektrode befindet, auf dieselbe Weise wie die Speichereinheit, und es werden gleichzeitig auch im benachbarten Bereich angesammelte Elektronen abgeleitet. Jedoch entsteht leicht ein Leckpfad, insbesondere dann, wenn eine Ladung mit umgekehrter Polarität in eine Speichereinheit injiziert wird, um eine gespeicherte Ladung zu löschen, wenn eine Ladung mit einer Polarität, die die Richtung des Kanals umdreht, z. B. ein Elektronenloch im Pfad eines n-Kanales, in einem benachbarten Bereich der Speichereinheit angesammelt wird. Die sich ergebende Abnahme der Leckcharakteristik wird daher zu einem Problem.Further, in a twin MONOS cell, since ONO films are formed directly under the sidewall-type conductive layers, these ONO films in contact with the channel formation region extend in the column direction along the sidewall-type conductive layers. During operation, data is injected by injecting charges into an area (hereinafter referred to as storage unit) of a channel-cutting ONO film while erasing data by subtracting the stored charges to the substrate side or by injecting a charge of the reverse conduction type. When this rewrite operation is repeated, a charge tends to accumulate in an adjacent area of the memory unit. Further, there is a tendency for the charge to create a leakage path to the outside of the channel. When data is erased by subtracting the stored charges, which are electrons, from the entire surface of the channel, this does not pose a great problem because the adjacent area is also under the control of a control electrode in the same way as the memory unit at the same time accumulated electrons accumulated in the neighboring area. However, a leak path easily arises, particularly when a reverse polarity charge is injected into a memory unit to extinguish a stored charge when a charge having a polarity reversing the direction of the channel, e.g. B. an electron hole in the path of an n-channel, is accumulated in an adjacent region of the storage unit. The resulting decrease in the leakage characteristic therefore becomes a problem.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es, das Erfordernis eines Schritts zum Verbinden von Wort-Gateelektroden und einer Wortleitung dadurch zu beseitigen, dass strukturmäßig die Herstellung der Wort-Gateelektroden und einer Wortleitung (zweite Steuerelektrode) als integrales Element ermöglicht wird.A first object of the invention is to eliminate the need for a step of connecting word gate electrodes and a word line by structurally enabling the fabrication of the word gate electrodes and a word line (second control electrode) as an integral element.

Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, die Erzeugung eines leitenden Rückstands zu verhindern, der zu einem Kurzschluss zwischen Wortleitungen führen würde, und das Erfordernis eines Schrittes zum Trennen zweier Steuerelektroden in einer einzelnen Zelle durch Abschneiden strukturmäßig zu beseitigen.A second object of the invention is to prevent the generation of a conductive residue which would lead to a short circuit between word lines and to structurally eliminate the need for a step of separating two control electrodes in a single cell by clipping.

Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist es, die unnötige Ansammlung von Ladungen in einem benachbarten Bereich einer Speichereinheit in einer Richtung entlang einer Steuerelektrode oder zwischen Speichereinheiten zu verhindern und eine Struktur zu erhalten, bei der kein Leckstrom auftritt.A third object of the invention is to prevent the unnecessary accumulation of charges in an adjacent area of a memory unit in a direction along a control electrode or between memory units, and to obtain a structure in which no leakage occurs.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die vorstehenden Aufgaben durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche 1, 12 und 13 gelöst.According to the present invention, the above objects are solved by the subject-matter of independent claims 1, 12 and 13.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Ein nichtflüchtiger Halbleiterspeicher gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verfügt über eine Speicherzelle, die folgendes aufweist: einen Kanalbildungsbereich aus einem Halbleiter; Ladungsspeicherfilme jeweils aus einer Anzahl aufeinandergestapelter dielektrischer Filme mit Ladungshaltevermögen; zwei Speicher aus Bereichen der Ladungsspeicherfilme, die zwei Enden des Kanalbildungsbereiches überlappen; einen einschichtigen dielektrischen Film, der mit dem Kanalbildungsbereich zwischen den Speichereinheiten in Kontakt steht; zwei erste Steuerelektroden, von denen jeweils eine einer Speichereinheit so zugeordnet ist, und die so ausgebildet sind, dass ihre Breite mit zunehmendem Abstand von dem Kanalbildungsbereich abnimmt; und eine zweite Steuerelektrode, die in den Raum zwischen den zwei ersten Steuerelektroden in einem gegen die ersten Steuerelektroden isolierten Zustand eingebettet ist, wobei sie mit dem einschichtigen dielektrischen Film in Kontakt steht.A nonvolatile semiconductor memory according to a first embodiment of the invention has a memory cell comprising: a channel formation region made of a semiconductor; Charge storage films each composed of a number of stacked dielectric films having charge retention capability; two memories of regions of the charge storage films that overlap two ends of the channel formation region; a single-layered dielectric film in contact with the channel formation region between the storage units; two first control electrodes, each one of which is associated with a memory unit, and which are formed so that their width decreases with increasing distance from the channel formation region; and a second control electrode incorporated in the Space between the two first control electrodes is embedded in a state insulated from the first control electrodes, wherein it is in contact with the single-layered dielectric film.

Die Speicherzelle verfügt ferner über zwei Fremdstoffbereiche aus einem Halbleiter von umgekehrtem Leitungstyp zu dem des obigen Kanalbildungsbereichs, die über diesen voneinander getrennt sind; und zwei Hilfsschichten, die auf den zwei Fremdstoffbereichen nahe jeder Fläche der ersten Steuerelektroden, die der Außenseite der Speicherzelle zugewandt sind, ausgebildet sind.The memory cell further has two impurity regions of a semiconductor of reverse conduction type to that of the above channel formation region separated therefrom; and two auxiliary layers formed on the two impurity regions near each surface of the first control electrodes facing the outside of the memory cell.

Die Hilfsschichten bestehen aus leitenden Schichten nahe den Außenseiten der ersten Steuerelektroden in einem Zustand, in dem dielektrische Filme oder Schichten aus polykristallinem oder amorphem Silizium, das mit einem Fremdstoff desselben Leitungstyps wie dem der Fremdstoffbereiche dotiert ist, eingefügt sind. Alternativ bestehen die Hilfsschichten aus dielektrischen Schichten nahe den Außenseiten der ersten Steuerelektroden.The auxiliary layers are made of conductive layers near the outsides of the first control electrodes in a state where dielectric films or layers of polycrystalline or amorphous silicon doped with an impurity of the same conductivity type as that of the impurity regions are interposed. Alternatively, the auxiliary layers of dielectric layers are close to the outsides of the first control electrodes.

Bei einer Konfiguration, bei der eine Vielzahl von Speicherzellen in einer Matrix angeordnet ist, können zwei erste Steuerelektroden, die sich von den zwei Seiten in der Breitenrichtung einer Hilfsschicht erstrecken, die zwei sich in der Zeilenrichtung benachbarten Speicherzellen gemeinsam ist, Seitenwandformen aufweisen, oder sie können aus Formen bestehen, die mit der obigen Hilfsschicht verbunden sind. Erste Steuerelektroden des letzteren Typs bestehen aus leitenden Schichten, die die zwei Seiten und die Oberseite der Hilfsschicht bedecken und über einen niedrigeren Verbindungswiderstand verfügen, als er bei den Seitenwandformen vorliegt.In a configuration in which a plurality of memory cells are arranged in a matrix, two first control electrodes extending from the two sides in the width direction of an auxiliary layer common to two memory cells adjacent to each other in the row direction may or may have side wall shapes may consist of molds which are connected to the above auxiliary layer. First control electrodes of the latter type consist of conductive layers which cover the two sides and the top of the auxiliary layer and have a lower connection resistance than is present in the sidewall forms.

Ein nichtflüchtiger Halbleiterspeicher gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verfügt über eine Anzahl von Speicherzellen, von denen jede Folgendes aufweist: einen Kanalbildungsbereich aus einem Halbleiter von erstem Leitungstyp; einen ersten und einen zweiten Fremdstoffbereich aus einem Halbleiter von zweitem Leitungstyp, die über den Kanalbildungsbereich hinweg in Trennungsrichtung voneinander getrennt sind; Steuerelektroden, die in einer Richtung rechtwinklig zur Trennungsrichtung des ersten und des zweiten Fremdstoffbereichs angeordnet sind und einer Anzahl von Speicherzellen gemeinsam sind; und Ladungsspeicherfilme aus jeweils mehreren dielektrischen Filmen, die in Schichten unmittelbar unter den Steuerelektroden ausgebildet sind und Information in Abschnitten speichern, die mit dem Kanalbildungsbereich überlappen. Bei diesem Speicher sind Speicherzellen, die in der Richtung rechtwinklig zur Trennungsrichtung des ersten und des zweiten Fremdstoffbereichs benachbart sind, durch dielektrische Isolierschichten elektrisch isoliert; und Paare der ersten Fremdstoffbereiche und Paare der zweiten Fremdstoffbereiche der benachbarten Speicherzellen, die durch die dielektrische Isolierschicht isoliert sind, sind jeweils durch leitende Schichten angeschlossen.A nonvolatile semiconductor memory according to a second embodiment of the invention has a number of memory cells, each of which has: a channel formation region of a first conductivity type semiconductor; first and second impurity regions of a second conductivity type semiconductor separated from each other in the separation direction over the channel formation region; Control electrodes arranged in a direction perpendicular to the separation direction of the first and second impurity regions and common to a number of memory cells; and charge storage films each of a plurality of dielectric films formed in layers immediately below the control electrodes and storing information in portions overlapping with the channel formation region. In this memory, memory cells adjacent in the direction perpendicular to the separation direction of the first and second impurity regions are electrically insulated by dielectric insulating layers; and pairs of the first impurity regions and pairs of the second impurity regions of the adjacent memory cells insulated by the dielectric insulating layer are connected through conductive layers, respectively.

Ein Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers mit einem Kanalbildungsbereich aus einem Halbleiter von erstem Leitungstyp, zwei Fremdstoffbereichen, die über diesen voneinander getrennt sind und aus einem Halbleiter von zweitem Leitungstyp bestehen, zwei ersten Steuerelektroden, die an zwei Enden des Kanalbildungsbereichs nahe den zwei Fremdstoffbereichen in einem Zustand mit eingefügten Ladungsspeicherfilmen, von denen jeder aus mehreren dielektrischen Filmen besteht, ausgebildet sind, und einer zweiten Steuerelektrode, die dem Kanalbildungsbereich zwischen den ersten Steuerelektroden in einem Zustand mit eingefügtem einschichtigem dielektrischem Film zugewandt ist und in der Trennungsrichtung der Fremdstoffbereiche angeordnet ist; mit den Schritten des Herstellens eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers; des Herstellens linienförmiger Hilfsschichten in der Richtung rechtwinklig zur Trennungsrichtung der Fremdstoffbereiche auf diesen oder auf Halbleiterbereichen, wo diese Fremdstoffbereiche auszubilden sind; des Herstellens des Ladungsspeicherfilms auf Oberflächen der Hilfsschichten und einer Fläche des Kanalbildungsbereichs; des Herstellens der ersten Steuerelektroden entlang den Hilfsschichten in einem Zustand mit eingefügtem Ladungsspeicherfilm; des Entfernens eines Teils des Ladungsspeicherfilms durch Ätzen unter Verwendung der ersten Steuerelektroden als Maske; des Herstellens eines einschichtigen dielektrischen Films auf einer Fläche des Kanalbildungsbereichs, die durch das Entfernen des Ladungsspeicherfilms freigelegt ist, und Flächen der ersten Steuerelektroden; und des Herstellens der zweiten Steuerelektroden auf dem einschichtigen dielektrischen Film und den Hilfsschichten.A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to a third embodiment of the invention is a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory having a channel formation region of a first conductivity type semiconductor, two impurity regions separated therefrom and composed of a second conductivity type semiconductor, two first control electrodes formed at two ends of the channel formation region near the two impurity regions in a state of inserted charge storage films each consisting of a plurality of dielectric films, and a second control electrode forming the channel formation region between the first control electrodes in a single-layered state facing dielectric film and disposed in the separation direction of the impurity regions; with the steps of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory; forming line-shaped auxiliary layers in the direction perpendicular to the separation direction of the impurity regions on these or on semiconductor regions where these impurity regions are to be formed; producing the charge storage film on surfaces of the auxiliary layers and a surface of the channel formation region; forming the first control electrodes along the auxiliary layers in a charged charge film inserted state; removing a part of the charge storage film by etching using the first control electrodes as a mask; producing a single-layer dielectric film on a surface of the channel formation region exposed by the removal of the charge storage film and surfaces of the first control electrodes; and forming the second control electrodes on the single-layered dielectric film and the auxiliary layers.

Das Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet ferner die folgenden Schritte: Herstellen dielektrischer Isolierschichten in Form paralleler Linien in einer Richtung, und Herstellen von Hilfsschichten aus polykristallinem oder amorphem Silizium, das mit einem Fremdstoff vom zweiten Leitungstyp dotiert ist, in Form paralleler Linien in einer Richtung rechtwinklig zu den dielektrischen Isolierschichten; und Herstellen der Fremdstoffbereiche vom zweiten Leitungstyp an Halbleiterorten, die Anordnungsbereiche der Hilfsschichten zwischen den dielektrischen Isolierschichten überlappen.The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention further includes the steps of: preparing dielectric insulating layers in the form of parallel lines in one direction, and preparing auxiliary layers of polycrystalline or amorphous silicon doped with a second conductive type impurity; in the form of parallel lines in a direction perpendicular to the dielectric insulating layers; and forming the impurity regions of the second conductivity type at semiconductor sites overlapping arrangement regions of the auxiliary layers between the dielectric insulating layers.

Beim nichtflüchtigen Halbleiterspeicher gemäß der ersten Ausführungsform und dem Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wird, da die Hauptbereiche auf zugewandten Flächen der zwei ersten Steuerelektroden für eine Speicherzelle nach vorne verjüngt sind, beziehungsweise die Steuerelektroden so ausgebildet sind, dass ihre Breite mit zunehmendem Abstand von dem Kanalbildungsbereich abnimmt, kein Rückstand einer leitenden Substanz erzeugt, die zu einem Kurzschluss zwischen zweiten Steuerelektroden führen würde, wenn diese zweiten Steuerelektroden bearbeitet werden. Ferner wird die Erzeugung von Wortleitungen einfach dadurch abgeschlossen, dass die zweiten Steuerelektroden bearbeitet werden. In the nonvolatile semiconductor memory according to the first embodiment and the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to the third embodiment of the invention, since the main regions are tapered forwardly on facing surfaces of the two first control electrodes for a memory cell, the control electrodes are formed so that their Width decreases with increasing distance from the channel formation region, no residue of a conductive substance is generated, which would lead to a short circuit between second control electrodes when these second control electrodes are processed. Further, generation of word lines is completed simply by processing the second control electrodes.

Beim nichtflüchtigen Halbleiterspeicher gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Bereiche der Ladungsspeicherfilme, die benachbart zu den Abschnitten derjenigen Ladungsspeicherfilme verlaufen, die an den beiden Seiten in der Längsrichtung der ersten Steuerelektroden Speichereinheiten bilden, über die dielektrischen Isolierschichten zwischen den Kanalbildungsbereichen. Dadurch, dass einfach die Dicke der dielektrischen Isolierschichten z. B. ungefähr einige zehn nm gemacht wird, wird selbst dann, wenn Ladungen in benachbarten Bereichen gespeichert werden, der Effekt der Ladungen auf den Halbleiter direkt unter den dielektrischen Isolierschichten im Vergleich zu dem bei herkömmlichen Fällen extrem schwach.In the nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment of the invention, the portions of the charge storage films that are adjacent to the portions of those charge storage films that form storage units on both sides in the longitudinal direction of the first control electrodes extend across the dielectric insulating layers between the channel formation regions. In that simply the thickness of the dielectric insulating layers z. For example, when charges are made in adjacent areas, even if charges are stored in adjacent areas, the effect of the charges on the semiconductor immediately under the dielectric insulating layers becomes extremely weak as compared with that in conventional cases.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1A ist eine Draufsicht einer Speicherzelle gemäß einer Ausführungsform. 1B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in der 1A. 1A FIG. 10 is a plan view of a memory cell according to an embodiment. FIG. 1B is a sectional view taken along a line AA in the 1A ,

2A ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in der 1A bei der Speicherzelle gemäß der Ausführungsform. 2B ist eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C in der 1A. 2A is a sectional view taken along a line BB in the 1A in the memory cell according to the embodiment. 2 B is a sectional view taken along a line CC in the 1A ,

3 ist eine Draufsicht eines Speicherzellenarrays, das Kontaktflecke zum Herausführen von Elektroden von Steuergates bei einem nichtflüchtigen Halbleiterspeicher gemäß der Ausführungsform zeigt. 3 FIG. 11 is a plan view of a memory cell array showing pads for leading out electrodes of control gates in a nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment. FIG.

4 ist eine Schnittansicht, die vergrößert einen Schlüsselabschnitt der Speicherzelle in der 1A gemäß der Ausführungsform zeigt. 4 FIG. 16 is a sectional view enlarging a key portion of the memory cell in FIG 1A according to the embodiment shows.

5 ist eine Schnittansicht nach der Herstellung einer Opferschicht beim Herstellen einer Speicherzelle gemäß der Ausführungsform. 5 FIG. 10 is a sectional view after fabricating a sacrificial layer in manufacturing a memory cell according to the embodiment. FIG.

6 ist eine Schnittansicht nach der Ausbildung von Öffnungen von Mustern von Bitleitungen in der Opferschicht usw. beim Herstellen einer Speicherzelle gemäß der Ausführungsform. 6 FIG. 12 is a sectional view after the formation of openings of patterns of bit lines in the sacrificial layer, etc. in manufacturing a memory cell according to the embodiment. FIG.

7 ist eine Schnittansicht nach dem Herstellen von Bitleitungen bei der Herstellung einer Speicherzelle gemäß der Ausführungsform. 7 FIG. 10 is a sectional view after producing bit lines in the manufacture of a memory cell according to the embodiment. FIG.

8 ist eine Schnittansicht nach thermischer Oxidation von Flächen der Bitleitungen bei der Herstellung einer Speicherzelle gemäß der Ausführungsform. 8th FIG. 12 is a sectional view after thermal oxidation of areas of the bit lines in the manufacture of a memory cell according to the embodiment. FIG.

9 ist eine Schnittansicht nach der Herstellung eines Ladungsspeicherfilms bei der Herstellung einer Speicherzelle gemäß der Ausführungsform. 9 FIG. 15 is a sectional view after the production of a charge storage film in the manufacture of a memory cell according to the embodiment. FIG.

10 ist eine Schnittansicht nach der Herstellung von Steuergates bei der Herstellung einer Speicherzelle gemäß der Ausführungsform. 10 FIG. 10 is a sectional view after manufacturing control gates in the manufacture of a memory cell according to the embodiment. FIG.

11 ist eine Schnittansicht nach dem Entfernen von Teilen des Ladungsspeicherfilms unter Verwendung der Steuergates als Maske bei der Herstellung einer Speicherzelle gemäß der Ausführungsform. 11 FIG. 12 is a sectional view after removing portions of the charge storage film using the control gates as a mask in the manufacture of a memory cell according to the embodiment. FIG.

12A ist eine schematische Schnittansicht der Struktur einer Speicherzelle gemäß einem Vergleichsbeispiel zur Ausführungsform. 12B ist eine Draufsicht eines Speicherzellenarrays, zentriert auf zwei Speicherzellen, gemäß dem Vergleichsbeispiel zur Ausführungsform. 12A FIG. 12 is a schematic sectional view of the structure of a memory cell according to a comparative example of the embodiment. FIG. 12B FIG. 12 is a plan view of a memory cell array centered on two memory cells according to the comparative example of the embodiment. FIG.

13 ist eine Draufsicht eines Speicherzellenarrays und von Steuerkontaktflecken gemäß dem Vergleichsbeispiel zur Ausführungsform. 13 FIG. 10 is a plan view of a memory cell array and control pads according to the comparative example of the embodiment. FIG.

14 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in der 1A zum Veranschaulichen der Modifizierung der Formen der Steuergates der Ausführungsform. 14 is a sectional view taken along a line AA in the 1A to illustrate the modification of the forms of the control gates of the embodiment.

15 ist eine Schnittansicht nach der Herstellung von Resistmustern betreffend ein erstes Verfahren zum Herstellen von Steuergates gemäß der Modifizierung. 15 FIG. 12 is a sectional view after the production of resist patterns relating to a first method of manufacturing control gates according to the modification. FIG.

16 ist eine Schnittansicht nach dem Ätzen von Steuergates betreffend ein erstes Verfahren zum Herstellen von Steuergates der Modifizierung. 16 Fig. 13 is a sectional view after the etching of control gates relating to a first method of manufacturing control gates of the modification.

17 ist eine Schnittansicht nach dem Ätzen des Ladungsspeicherfilms betreffend ein erstes Verfahren zum Herstellen von Steuergates der Modifizierung. 17 Fig. 10 is a sectional view after etching the charge storage film relating to a first method of manufacturing control gates of the modification.

18 ist eine Schnittansicht nach dem Einbetten eines Resists betreffend ein zweites Verfahren zum Herstellen von Steuergates der Modifizierung. 18 Fig. 10 is a sectional view after embedding a resist relating to a second method of manufacturing control gates of the modification.

19 ist eine Schnittansicht nach dem Entfernen von Teilen eines Oxidationsstoppfilms betreffend ein zweites Verfahren zum Herstellen von Steuergates der Modifizierung. 19 FIG. 12 is a sectional view after removing portions of an oxidation stopper film relating to a second method of manufacturing control gates of the modification. FIG.

20 ist eine Schnittansicht nach der Herstellung eines dielektrischen Films betreffend ein zweites Verfahren zum Herstellen von Steuergates der Modifizierung. 20 Fig. 10 is a sectional view after the production of a dielectric film relating to a second method of manufacturing control gates of the modification.

21 ist eine Schnittansicht nach dem Entfernen des verbliebenen Oxidationsstoppfilms betreffend ein zweites Verfahren zum Herstellen von Steuergates der Modifizierung. 21 Fig. 10 is a sectional view after removing the remaining oxidation stopper film concerning a second method of manufacturing control gates of the modification.

22 ist eine Schnittansicht nach dem Ätzen der Steuergates betreffend ein zweites Verfahren zum Herstellen von Steuergates der Modifizierung 22 Figure 11 is a sectional view after etching the control gates relating to a second method of fabricating control gates of the modification

BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNGBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.Hereinafter, embodiments of the invention will be explained with reference to the accompanying drawings.

Erste AusführungsformFirst embodiment

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dadurch erläutert, dass ein Beispiel eines nichtflüchtigen Speichers unter Verwendung von n-Kanal-Speicherzellen mit einem Speicherzellenarray vom VG(Virtual Ground = virtuelle Masse)-Typ verwendet wird.Hereinafter, an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawings by taking an example of a nonvolatile memory using n-channel memory cells having a VG (Virtual Ground) type memory cell array.

Die 1A ist eine Draufsicht einer Speicherzelle, während die 1B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in der 1A ist. Die 2A ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in der 1A, während die 2B eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in der 1A ist.The 1A is a plan view of a memory cell while the 1B a sectional view taken along the line AA in the 1A is. The 2A is a sectional view taken along the line BB in the 1A while the 2 B a sectional view taken along the line CC in the 1A is.

In diesen Figuren kennzeichnet SUB ein p-Halbleitersubstrat oder eine p-Wanne oder eine SOI(Silicon on Insulator)-Schicht sowie andere verschiedene Typen von p-Halbleiterschichten. Der Zweckdienlichkeit halber werden sie nachfolgend als ”Substrat SUB” bezeichnet.In these figures, SUB denotes a p-type semiconductor substrate or a p-well or a silicon on insulator (SOI) layer, as well as other various types of p-type semiconductor layers. For the sake of convenience, they are hereinafter referred to as "substrate SUB".

Auf dem Substrat SUB sind dielektrische Isolierschichten ISO in Form paralleler Streifen in der horizontalen Richtung (Zeilenrichtung) in den Figuren ausgebildet. Die dielektrischen Isolierschichten ISO werden durch das LOCOS(Local Oxidation of Silicon)-Verfahren, das STI(Shallow Trench Isolation)-Verfahren oder das Feldisolationsverfahren hergestellt. Hier wird das Feldisolierverfahren verwendet, und auf dem Substrat SUB wird ein dielektrischer Film (dielektrische Isolierschicht ISO) mit einer Dicke von einigen zehn nm hergestellt. Der linienförmige Bereich entlang der Zeilenrichtung zwischen den dielektrischen Isolierschichten ISO ist ein aktiver Halbleiterbereich der Speicherzelle.On the substrate SUB, dielectric insulating layers ISO are formed in the form of parallel stripes in the horizontal direction (line direction) in the figures. The insulating dielectric layers ISO are made by the LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method, the STI (Shallow Trench Isolation) method or the field isolation method. Here, the field isolation method is used, and on the substrate SUB, a dielectric film (dielectric isolation layer ISO) having a thickness of several tens nm is produced. The line-shaped region along the row direction between the dielectric insulating layers ISO is an active semiconductor region of the memory cell.

Im aktiven Halbleiterbereich werden Source/Drain-Bereiche S/D, die mit einem S-Fremdstoff dotiert sind, mit vorbestimmtem Intervall ausgebildet. Derjenige Teil des aktiven Halbleiterbereichs zwischen den Source/Drain-Bereichen S/D ist ein Kanalbildungsbereich CH eines Transistors.In the active semiconductor region, source / drain regions S / D doped with an S-type impurity are formed at a predetermined interval. The part of the active semiconductor region between the source / drain regions S / D is a channel formation region CH of a transistor.

Bitleitungen BL1 und BL2 aus polykristallinem Silicium, das mit hoher Konzentration mit einem n-Fremdstoff dotiert ist, werden in Form paralleler Linien in vertikaler Richtung (Spaltenrichtung) der Figur, rechtwinklig zur Zeilenrichtung, hergestellt. Die Bitleitungen BL1 und BL2 stehen mit den Source/Drain-Bereichen S/D der Speicherzelle in der Spaltenrichtung in Kontakt, während sie die dielektrischen Isolierschichten ISO schneiden und der Speicherzelle eine gemeinsame Sourcespannung oder Drainspannung zuführen. Die Dicke des die Bitleitungen BL1 und BL2 bildenden polykristallinen Siliciums beträgt z. B. ungefähr 100 nm bis 500 nm. Die Oberflächen des polykristallinen Siliciums werden mit dielektrischen Filmen DF1 bedeckt.Bit lines BL1 and BL2 of polycrystalline silicon doped with a high concentration of n-type impurity are prepared in the form of parallel lines in the vertical direction (column direction) of the figure at right angles to the row direction. The bit lines BL1 and BL2 are in contact with the source / drain regions S / D of the memory cell in the column direction while intersecting the dielectric insulating layers ISO and supplying the memory cell with a common source voltage or drain voltage. The thickness of the polycrystalline silicon constituting the bit lines BL1 and BL2 is z. About 100 nm to 500 nm. The surfaces of the polycrystalline silicon are covered with dielectric films DF1.

Ladungsspeicherfilme CSF, die jeweils aus einer Anzahl dielektrischer Filme bestehen, werden in einem Zustand hergestellt, in dem sie an den Seiten der Bitleitungen BL1 und BL2 und den Endabschnitten des Kanalbildungsbereiches mit den dielektrischen Filmen DF1 in Kontakt stehen. Die Ladungsspeicherfilme CSF verfügen über Formen mit L-Schnitt, und sie sind in ihren unteren Abschnitten mit ersten Steuerelektroden (nachfolgend als Steuergates bezeichnet) CG1 und CG2 mit Seitenwandformen ausgebildet. Die Steuergates CG1 und CG2 sind gemeinsam mit den Ladungsspeicherfilmen CSF in der Spaltenrichtung entlang den Bitleitungen BL1 und BL2 ausgebildet. Die Steuergates CG1 und CG2, die später detailliert erläutert werden, werden z. B. dadurch hergestellt, dass ein Film aus polykristallinem Silicium in einem Zustand abgeschieden wird, in dem die Oberflächen der Bitleitungen BL1 und BL2 mit den dielektrischen Filmen DF1 und den Ladungsspeicherfilmen CSF bedeckt sind, wobei derselbe rückgeätzt wird. Die Steuergates CG1 und CG2 werden in einem Zustand gehalten, in dem an den Seitenflächen der Bitleitungen BL1 und BL2 dielektrische Filme eingefügt sind. Demgemäß wirken die Bitleitungen BL1 und BL2 als ”Hilfsschichten” für die Steuergates CG1 und CG2. Ferner werden die Abschnitte des Ladungsspeicherfilms, die zwischen den Steuerelektroden CG1 und CG2 und dem Kanalbildungsbereich CH eingebettet sind, d. h. die unteren Abschnitte der Ladungsspeicherfilme CSF, zu ”Speichereinheiten”, in die Ladungen zum Speichern von Information injiziert werden.Charge storage films CSF each consisting of a plurality of dielectric films are manufactured in a state of being in contact with the dielectric films DF1 on the sides of the bit lines BL1 and BL2 and the end portions of the channel formation region. The charge storage films CSF have L-cut shapes, and are formed in their lower portions with first control electrodes (hereinafter referred to as control gates) CG1 and CG2 having sidewall shapes. The control gates CG1 and CG2 are formed together with the charge storage films CSF in the column direction along the bit lines BL1 and BL2. The control gates CG1 and CG2, which will be explained in detail later, are used e.g. For example, it is prepared by depositing a polycrystalline silicon film in a state where the surfaces of the bit lines BL1 and BL2 are covered with the dielectric films DF1 and the charge trapping films CSF, and the same is etched back. The control gates CG1 and CG2 are maintained in a state in which dielectric films are inserted on the side surfaces of the bit lines BL1 and BL2. Accordingly, the bit lines BL1 and BL2 function as "auxiliary layers" for the control gates CG1 and CG2. Further, the portions of the charge storage film which are sandwiched between the control electrodes CG1 and CG2 and the channel formation region CH, that is, d. H. the lower portions of the charge storage films CSF, to "storage units", are injected with charges for storing information.

Die Hauptbereiche zugewandter Flächen der Steuergates CG1 und CG2 sind nach vorwärts verjüngt beziehungsweise die Steuergates sind so ausgebildet, dass ihre Breite mit zunehmendem Abstand von dem Kanalbildungsbereich abnimmt. Die Vorteile, die sich aus der Vorwärtsverjüngung der zugewandten Flächen ergeben, werden später erläutert. Auf den zugewandten Flächen der Steuergates CG1 und CG2 sowie auf dem Kanalbildungsbereich CH wird ein einschichtiger dielektrischer Film DF2 hergestellt. The main areas of facing surfaces of the control gates CG1 and CG2 are tapered forward or the control gates are formed so that their width decreases with increasing distance from the channel formation area. The advantages resulting from the forward taper of the facing surfaces will be explained later. On the facing surfaces of the control gates CG1 and CG2 and on the channel formation region CH, a single-layered dielectric film DF2 is produced.

Eine Wortleitung WL wird mittels einer leitenden Substanz hergestellt, die in dem Raum zwischen den Steuergates eingebettet ist. Die Wortleitung WL wird im Wesentlichen mit demselben Muster wie der aktive Halbleiterbereich hergestellt, während sie die dielektrischen Filme DF1 auf den Bitleitungen BL1 und BL2 schneidet. Ferner werden Seitenwände WL' aus einer leitenden Substanz auf den Seitenflächen der zwei Seiten der Wortleitungen WL in der Breitenrichtung hergestellt.A word line WL is made by means of a conductive substance embedded in the space between the control gates. The word line WL is formed with substantially the same pattern as the active semiconductor region while intersecting the dielectric films DF1 on the bit lines BL1 and BL2. Further, side walls WL 'of a conductive substance are formed on the side surfaces of the two sides of the word lines WL in the width direction.

Der Grund für das Anbringender Seitenwände WL' ist der folgende.The reason for attaching the side walls WL 'is as follows.

Um die Zellengröße in der Spaltenrichtung zu minimieren, ist es wünschenswert, dass die Linien und Räume der dielektrischen Isolierschichten ISO sowie die Linie und der Raum der Wortleitung WL jeweils mit einer minimalen Linienbreite F ausgebildet sind, die durch die Auflösungsgrenze bei der Fotolithografie bestimmt ist. In diesem Fall wird die Breite des Raums zwischen den dielektrischen Isolierschichten ISO, d. h. die Breite des aktiven Halbleiterbereichs, unvermeidlicherweise nahezu der Breite der Wortleitung WL gleich, so dass keine Zusatztoleranz zum Positionieren der beiden mehr besteht. Demgemäß wird im Raum zwischen den zugewandten Steuergates CG1 und CG2, wie in der 2B dargestellt, wenn die Wortleitung WL in der Breitenrichtung in Bezug auf den aktiven Halbleiterbereich (Kanalbildungsbereich CH) abweicht, schließlich ein Bereich, der nicht mit der Wortleitung WL überlagert ist, in einem Teil des Kanalbildungsbereichs CH erzeugt. Da dieser Bereich nicht dem elektrischen Feld der Wortleitung WL unterliegt, wird er zu einem Leckpfad zwischen der Source und dem Drain. Im Ergebnis kann der Kanal nicht mehr abgeschaltet werden. Insbesondere aufgrund einer Abweichung der Wortleitung in der Breitenrichtung wird am Ende der Speichereinheit ein Bereich erzeugt, in den keine heiße Elektronen injiziert werden. Wenn jedoch Information unter Verwendung von Injektion heißer Löcher gelöscht wird, werden diese in das Ende der Speichereinheit injiziert, da das Ende der Speichereinheit dem elektrischen Feld des Steuergates unterliegt, und es fällt nur die Schwellenspannung im Abschnitt des Halbleiters unmittelbar unter dem Ende, und schließlich nimmt der Leckstrom durch diesen Abschnitt zu.In order to minimize the cell size in the column direction, it is desirable that the lines and spaces of the dielectric isolation layers ISO and the line and space of the word line WL are respectively formed with a minimum line width F determined by the resolution limit in photolithography. In this case, the width of the space between the dielectric insulating layers ISO, that is, the width of the active semiconductor region inevitably becomes almost equal to the width of the word line WL, so that there is no additional margin for positioning the two. Accordingly, in the space between the facing control gates CG1 and CG2, as shown in FIG 2 B That is, when the word line WL deviates in the width direction with respect to the active semiconductor region (channel formation region CH), finally, a region that is not superimposed on the word line WL is generated in a part of the channel formation region CH. Since this region is not subject to the electric field of the word line WL, it becomes a leakage path between the source and the drain. As a result, the channel can not be turned off. In particular, due to a deviation of the word line in the width direction, an area at which no hot electrons are injected is generated at the end of the memory unit. However, when information is erased using injection of hot holes, they are injected into the end of the memory unit because the end of the memory unit is subjected to the electric field of the control gate, and only the threshold voltage falls in the portion of the semiconductor just below the end, and finally the leakage current increases through this section.

Ferner besteht ein Problem hinsichtlich einer Verringerung der Kanalbreite aufgrund einer Abweichung der Wortleitung WL. Eine Verringerung der Wortleitungsbreite führt zu einer Abnahme des Lesestroms. Gemeinsam mit einer Zunahme des Leckstroms ist dies vom Nachteil begleitet, dass die Abnahme des S/R-Verhältnisses eines Lesesignals beschleunigt wird.Further, there is a problem of reducing the channel width due to a deviation of the word line WL. A reduction of the word line width leads to a decrease of the read current. Along with an increase in the leakage current, this is accompanied by the disadvantage that the decrease of the S / N ratio of a read signal is accelerated.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird es durch Anbringen der Seitenwände WL', die die Breite der Wortleitung WL an den Seitenflächen derselben beträchtlich vergrößern, möglich, die oben erläuterte Ausbildung eines Leckpfads und eine Verringerung der Kanalbreite zu verhindern, während die Wortleitung WL mit minimaler Linienbreite W hergestellt wird. Es ist zu beachten, dass die Breiten der Seitenwände WL' gleich groß wie die Einstelltoleranz bei der Fotolithografie, oder größer, sein müssen, um den Zweck zu erzielen. Ferner ist es zum Erzielen des Zwecks beim Bearbeiten der Wortleitung WL wesentlich, nicht fortzufahren und den darunter liegenden dielektrischen Film DF2 zu ätzen. Der Grund besteht darin, dass dann, wenn der dielektrische Film DF2 die Oberfläche des Kanalbildungsbereichs CH nicht vollständig bedeckt, die Seitenwände WL' direkt mit der Oberfläche des Kanalbildungsbereichs CH in Kontakt treten, wenn die Wortleitung WL in der Breitenrichtung in der 2B abweicht. Daher muss diese Situation verhindert werden.In the present embodiment, by attaching the side walls WL 'which considerably increase the width of the word line WL at the side surfaces thereof, it becomes possible to prevent the above-described formation of leakage path and channel width reduction while the word line WL of minimum line width W will be produced. It should be noted that the widths of the side walls WL 'must be the same as the adjustment tolerance in the photolithography, or larger, in order to achieve the purpose. Further, to achieve the purpose of processing the word line WL, it is essential not to proceed and etch the underlying dielectric film DF2. The reason is that when the dielectric film DF2 does not completely cover the surface of the channel formation region CH, the sidewalls WL 'directly contact the surface of the channel formation region CH when the word line WL in the width direction in FIG 2 B differs. Therefore, this situation must be prevented.

Eine Speicherzelle mit der obigen Konfiguration wird dadurch hergestellt, dass ein zentraler Worttransistor WT mit einer Wortleitung WL als Gate sowie zwei Speichertransistoren MTa und MTb, die an den zwei Seiten des Worttransistors WT positioniert sind und über die Steuergates CG1 und CG2 verfügen, in Reihe geschaltet werden. D. h., dass der Worttransistor WT während des Betriebs dadurch arbeitet, dass er die Kanäle der zwei Speichertransistoren MTa und MTb als Source und Drain verwendet, während die Speichertransistoren MTa und MTb dadurch arbeiten, dass sie einen der Source/Drain-Bereiche S/D und den Kanal des Worttransistors WT als Source und als Drain verwenden.A memory cell having the above configuration is manufactured by connecting in series a central word transistor WT having a word line WL as a gate and two memory transistors MTa and MTb positioned on the two sides of the word transistor WT and having the control gates CG1 and CG2 become. That is, the word transistor WT operates during operation by using the channels of the two memory transistors MTa and MTb as source and drain, while the memory transistors MTa and MTb operate by connecting one of the source / drain regions S / D and the channel of the word transistor WT as source and drain.

Die 3 ist eine Draufsicht eines Speicherzellenarrays, das auch Kontaktflecken zum Herausführen der Elektroden der Steuergates zeigt.The 3 Fig. 10 is a plan view of a memory cell array also showing pads for leading out the electrodes of the control gates.

Das dargestellte Beispiel entspricht einem Steuerungsverfahren, mit dem das Paar von Steuergates CG1, das Paar von Steuergates CG2 und das Paar von Steuergates CG3 an den zwei Seiten einer Bitleitung durch dasselbe Potenzial gesteuert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden, da die Steuergates aus leitenden Schichten vom Seitenwandtyp bestehen, die um die Bitleitungen herum ausgebildet sind, die zwei Steuergates in einer Speicherzelle, d. h. die Steuergates CG1 und CG2 oder die Steuergates CG2 und CG3, beim Herstellen der Steuergates bereits isoliert. Demgemäß ist es nicht erforderlich, die zwei Steuergates in einer Speicherzelle auseinander zu schneiden.The illustrated example corresponds to a control method in which the pair of control gates CG1, the pair of control gates CG2, and the pair of control gates CG3 on the two sides of a bit line are controlled by the same potential. In the present embodiment, since the control gates are made of conductive layers of Sidewall type, which are formed around the bit lines around, the two control gates in a memory cell, ie the control gates CG1 and CG2 or the control gates CG2 and CG3, already isolated in the manufacture of the control gates. Accordingly, it is not necessary to cut apart the two control gates in a memory cell.

Um die Steuerkontaktflecke CP1, CP2 und CP3 beim Herstellen der Steuergates herzustellen, wird ein leitender Film zum Herstellen der Steuergates abgeschieden, dann werden Schutzschichten mit großen Flächen geätzt, und auf den Bereichen werden rechteckige Muster ausgebildet, um die Steuerkontaktflecke CP1, CP2 und CP3 auszubilden, und dann erfolgt ein Rückätzen. Nach dem Rückätzen wird die Ätzschutzschicht entfernt, woraufhin in diesen Abschnitten die Steuerkontaktflecke CP1, CP2 und CP3 verbleiben. Die 3 ist ein Beispiel zum Herstellen von Steuerkontaktflecken zum Anschließen der kurzen Seiten ringförmiger Steuergates.To make the control pads CP1, CP2, and CP3 in the manufacture of the control gates, a conductive film for forming the control gates is deposited, then protective films having large areas are etched, and rectangular patterns are formed on the areas to form the control pads CP1, CP2, and CP3 and then there is a re-etching. After etching back, the etch stop layer is removed, whereupon the control pads CP1, CP2 and CP3 remain in these sections. The 3 is an example of producing control pads for connecting the short sides of annular control gates.

Es ist zu beachten, dass dann, wenn es erwünscht ist, den Freiheitsgrad bei seriellem Zugriff zwischen Speicherzellen in der Zeilenrichtung durch gesondertes Zuführen verschiedener Spannungen zu den Steuergates zwischen benachbarten Zellen zu verbessern, ein Schritt erforderlich wird, bei dem die Steuergates an den zwei Seiten einer Bitleitung auseinander geschnitten werden, und Steuerkontaktflecke müssen für die durchgeschnittenen Steuergates gesondert hergestellt werden.It should be noted that if it is desired to improve the degree of freedom of serial access between memory cells in the row direction by separately supplying different voltages to the control gates between adjacent cells, a step will be required where the control gates on the two sides a bit line are cut apart, and control pads must be made separately for the cut-through control gates.

Die 4 ist eine Schnittansicht, die vergrößert einen Schlüsselabschnitt einer Speicherzelle zeigt.The 4 Fig. 10 is a sectional view showing enlarged a key portion of a memory cell.

Wie es in der 4 dargestellt ist, bestehen Ladungsspeicherfilme CSF z. B. aus drei Schichten eines dielektrischen Films. Der unterste Film BTM und der oberste Film TOP bestehen z. B. aus Siliciumdioxid, Siliciumoxynitrid oder Siliciumnitrid mit wenig Ladungsfallen. Der untere Film BTM wirkt als Potenzialbarriere zum Substrat, während der obere Film TOP als Film zum Verhindern des Entweichens gespeicherter Ladungen auf die Gateseite oder zum Verhindern des Eindringens überflüssiger Ladungen von der Gateseite wirkt. Ein zentraler Film CS enthält eine große Anzahl von Ladungsfällen, und er wirkt als Film zum hauptsächlichen Speichern einer Ladung. Der zentrale Film CS besteht aus Siliciumnitrid oder Siliciumoxynitrid, das eine große Anzahl von Fallen enthält, oder aus einer isolierenden Substanz (Dielektrikum) aus einem Metalloxid usw.As it is in the 4 are charge storage films CSF z. B. of three layers of a dielectric film. The bottom film BTM and the top film TOP exist z. Example of silica, silicon oxynitride or silicon nitride with little charge traps. The lower film BTM acts as a potential barrier to the substrate while the upper film TOP acts as a film for preventing escape of stored charges to the gate side or for preventing intrusion of unnecessary charges from the gate side. A central film CS contains a large number of charge cases and acts as a film for mainly storing a charge. The central film CS is made of silicon nitride or silicon oxynitride containing a large number of traps, or an insulating substance (dielectric) of a metal oxide, etc.

Wenn bei einer Schreiboperation eine Ladung in eine Speichereinheit 1 injiziert wird, wird der Bitleitung BL1 eine positive Drainspannung zugeführt, der Bitleitung BL2 wird eine Referenzspannung zugeführt, den Steuergates CG1 und CG2 werden individuell optimierte positive Spannungen zugeführt, und der Wortleitung WL wird eine positive Spannung von einem Wert, bei dem ein Kanal gebildet wird, zugeführt. Dabei werden Elektronen, die dem Kanal vom Source/Drain-Bereich S/D zugeführt werden, der mit der Bitleitung BL2 verbunden ist, im Kanal beschleunigt, wodurch sie auf der mit der Bitleitung BL1 verbundenen Seite des Source/Drain-Bereichs S/D eine hohe Energie erzielen, so dass sie über die Potenzialbarriere des unteren Films BTM laufen und in die Speichereinheit 1 injiziert und gespeichert werden.When a charge is injected into a memory unit 1 in a write operation, a positive drain voltage is applied to the bit line BL1, a reference voltage is supplied to the bit line BL2, individually optimized positive voltages are supplied to the control gates CG1 and CG2, and the word line WL becomes a positive voltage from a value at which a channel is formed. In this case, electrons which are supplied to the channel from the source / drain region S / D connected to the bit line BL2 are accelerated in the channel, thereby being on the side of the source / drain region S / D connected to the bit line BL1 achieve high energy so that they pass over the potential barrier of the lower film BTM and injected into the storage unit 1 and stored.

Wenn Ladungen in die Speichereinheit 2 injiziert werden, werden die Spannungen zwischen den Steuergates CG1 und CG2 umgeschaltet, und es werden die Spannungen zwischen den Bitleitungen BL1 und BL2 umgeschaltet. Im Ergebnis werden die Elektronenzufuhrseite und die Seite, an der die Elektronen hohe Energie erlangen, gegenüber dem obigen Fall umgekehrt, und die Elektronen werden in die Speichereinheit 2 injiziert.When charges are injected into the memory unit 2, the voltages between the control gates CG1 and CG2 are switched, and the voltages between the bit lines BL1 and BL2 are switched. As a result, the electron supply side and the side where the electrons acquire high energy are reversed from the above case, and the electrons are injected into the storage unit 2.

Bei einer Leseoperation wird eine vorbestimmte Lesedrainspannung zwischen die Bitleitungen BL1 und BL2 gelegt, so dass die Speicherseite, auf der ein zu lesendes Bit eingeschrieben ist, zur Source wird. Ferner werden optimierte positive Spannungen, die in solchem Ausmaß niedrig sind, dass sie den Kanal einschalten können, jedoch die Schwellenspannungen der Speichertransistoren MTa und MTb nicht ändern, den Steuergates CG1 und CG2 sowie der Wortleitung WL zugeführt. Dabei ändert sich die Kanalleitfähigkeit aufgrund der Differenz der Mengen gespeicherter Ladungen in der zu lesenden Speichereinheit oder durch das Vorliegen von Ladungen auf effektive Weise. Im Ergebnis wird gespeicherte Information in eine Stromstärke oder eine Potenzialdifferenz auf der Drainseite umgesetzt und gelesen.In a read operation, a predetermined read drain voltage is applied between the bit lines BL1 and BL2, so that the memory page on which a bit to be read is written becomes the source. Further, optimized positive voltages, which are low enough to turn on the channel but do not change the threshold voltages of the memory transistors MTa and MTb, are supplied to the control gates CG1 and CG2 and the word line WL. At this time, the channel conductivity changes effectively due to the difference in the amounts of stored charges in the memory unit to be read or by the presence of charges. As a result, stored information is converted to a current value or a potential difference on the drain side and read.

Wenn das andere Bit gelesen wird, werden die Bitleitungsspannungen umgeschaltet, oder die Steuergatespannungen werden so umgeschaltet, dass die Speicherseite, in die das Bit eingeschrieben wird, zur Source wird, wodurch eine Leseoperation auf dieselbe Weise wie oben ausgeführt wird.When the other bit is read, the bit line voltages are switched or the control gate voltages are switched so that the memory page in which the bit is written becomes the source, thereby performing a read operation in the same manner as above.

Bei einer Löschoperation wird eine Löschspannung mit umgekehrter Richtung gegenüber der bei der obigen Schreiboperation so zugeführt, dass der Kanalbildungsbereich CH und die Seite des Source/Drain-Bereichs S/D hoch werden und die Seite der Steuergateelektrode CG1 und/oder CG2 niedrig wird. Im Ergebnis wird die gespeicherte Ladung aus einer der Speichereinheiten oder beiden zur Seite des Substrats SUB abgezogen, und der Speichertransistor kehrt in den gelöschten Zustand zurück. Es ist zu beachten, dass als anderes Löschverfahren auch ein Verfahren verwendet werden kann, bei den eine Ladung hoher Energie mit umgekehrter Polarität zur gespeicherten Ladung, die in der Nähe eines nicht dargestellten pn-Übergangs auf der Seite des Source/Drain-Bereichs S/D oder innerhalb des Substrats durch ein elektrisches Feld der Steuergates für Injektion in den Speicher erzeugt wird, angezogen wird.In an erase operation, an erase voltage in the reverse direction is supplied to that in the above write operation so that the channel formation area CH and the source / drain area S / D side become high and the control gate electrode CG1 and / or CG2 side goes low. As a result, the stored charge is withdrawn from one of the storage units or both to the side of the substrate SUB, and the storage transistor returns to the erased state. It is to be noted that as another erasing method, a method in which high-energy reverse polarity charge is used may be used stored charge, which is generated in the vicinity of a not shown pn junction on the side of the source / drain region S / D or within the substrate by an electric field of the control gates for injection into the memory is attracted.

Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die in den 5 bis 11 dargestellten Schnittansichten ein Verfahren zum Herstellen einer Speicherzelle erläutert.Next, referring to the in the 5 to 11 illustrated sectional views of a method for producing a memory cell explained.

Als Erstes wird das Substrat SUB, wie in der 1A und der 3 dargestellt, auf seiner Oberseite mit parallelen, streifenförmigen dielektrischen Isolierschichten ISO entlang der Zeilenrichtung versehen. Auf der gesamten Oberfläche H) der dielektrischen Isolierschichten ISO und auf dem aktiven Halbleiterbereich zwischen diesen, wie in der 5 dargestellt, werden aufeinanderfolgend eine Kontaktfleckschicht PAD, ein Oxidationsstopper OS und eine Opferschicht SF hergestellt. Der Oxidationsstopper OS ist ein schwierig zu oxidierender, dichter Film, und er besteht z. B. aus ungefähr 50 nm dickem Siliciumnitrid. Die darunter liegende Kontaktfleckschicht PAD ist ein dünner Film, der den Erfordernissen entsprechend hergestellt wird, um die Anhaftung des Oxidationsstoppers OS am Substrat SUB zu verbessern und Spannungen abzubauen, und er besteht z. B. aus einen Siliciumdioxidfilm von ungefähr 5 nm bis 8 nm Dicke. Die Opferschicht SF ist ein Film aus einem Material mit höherer Selektivität beim Ätzen als der Oxidationsstopper OS, und sie besteht z. B. aus einem Siliciumdioxidfilm. Die Filmdicke wird entsprechend der Höhe der Bitleitungen bestimmt.First, the substrate SUB, as in the 1A and the 3 represented on its upper side with parallel, strip-shaped dielectric insulating layers ISO along the row direction. On the entire surface H) of the dielectric insulating layers ISO and on the active semiconductor region between them, as in FIG 5 3, a pad layer PAD, an oxidation stopper OS, and a sacrificial layer SF are sequentially formed. The oxidation stopper OS is a difficult to oxidize, dense film, and it consists for. B. from about 50 nm thick silicon nitride. The underlying pad layer PAD is a thin film made as required to improve the adhesion of the oxidation stopper OS to the substrate SUB and release stress, and consists e.g. B. from a silicon dioxide film of about 5 nm to 8 nm thickness. The sacrificial layer SF is a film made of a material having higher selectivity in etching than the oxidation stopper OS, and is composed of e.g. B. of a silicon dioxide film. The film thickness is determined according to the height of the bit lines.

Die aufeinander geschichteten Filme PAD, OS und SF werden unter Verwendung eines Resists usw. als Maske zum Herstellen paralleler streifenförmiger Öffnungen entlang der Spaltenrichtung strukturiert. Die dielektrischen Isolierschichten ISO und die aktiven Halbleiterbereiche sind abwechselnd angeordnet, und sie liegen in den Öffnungen entlang der Längsrichtung frei.The stacked films PAD, OS, and SF are patterned using a resist, etc. as a mask for forming parallel stripe-shaped openings along the column direction. The insulating dielectric layers ISO and the active semiconductor regions are alternately arranged and exposed in the openings along the longitudinal direction.

Durch dickes Abscheiden von mit einem n-Fremdstoff mit hoher Konzentration dotiertem polykristallinem Silicium und durch Polieren oder Rückätzen der Oberfläche tritt an der Oberfläche der Opferschicht SF Isolierung auf. Im Ergebnis werden, wie es in der 7 dargestellt ist, Bitleitungen BL1 und BL2, die in die Öffnungen der aufgeschichteten Filme PAD, OS und SF eingebettet sind, ausgebildet. Die Bitleitungen BL1 und BL2 verbinden die an den Unterseiten der Öffnungen freiliegenden aktiven Halbleiterbereiche elektrisch.By depositing thick polycrystalline silicon doped with a high concentration n-type impurity and polishing or re-etching the surface, insulation is formed on the surface of the sacrificial layer SF. As a result, as stated in the 7 2, bit lines BL1 and BL2 embedded in the openings of the stacked films PAD, OS and SF are formed. The bit lines BL1 and BL2 electrically connect the active semiconductor regions exposed at the bottoms of the openings.

Die Opferschicht SF wird selektiv entfernt, und dann werden die freigelegten Oberflächen der Bitleitungen BL1 und BL2 thermisch oxidiert, um einen dielektrischen Film DF1 von z. B. 10 nm Dicke auszubilden. Durch Optimieren der Dicken des dielektrischen Films DF1 und des Oxidationsstoppers OS läuft die Oxidation selbst an den Stirnflächenseiten des Oxidationsstoppers OS ausreichend ab, so dass der dielektrische Film DF1 mit ausreichender Dicke die Oberflächen der Bitleitungen BL1 und BL2 vollständig bedecken kann. Ferner diffundieren im Heizschritt n-Fremdstoffe dadurch in den aktiven Halbleiterbereich ein, dass das polykristalline Silicium der Bitleitungen BL1 und BL2 als Diffusionsquelle im Feststoffzustand verwendet wird. Im Ergebnis werden Source/Drain-Bereiche S/D ausgebildet. Es ist zu beachten, dass dann, wenn die Tiefe der Source/Drain-Bereiche S/D und die Konzentration der Fremdstoffe bei Diffusion allein unzureichend sind, es ausreicht, Fremdstoffe mit erforderlicher Konzentration vorab durch zusätzliches Erwärmen oder durch Ionenimplantation durch die Öffnungen beim vorigen Schritt in der 6 in die aktiven Halbleiterbereiche einzuführen.The sacrificial layer SF is selectively removed, and then the exposed surfaces of the bit lines BL1 and BL2 are thermally oxidized to form a dielectric film DF1 of e.g. B. 10 nm thickness form. By optimizing the thicknesses of the dielectric film DF1 and the oxidation stopper OS, the oxidation proceeds sufficiently even on the end faces of the oxidation stopper OS, so that the dielectric film DF1 of sufficient thickness can completely cover the surfaces of the bit lines BL1 and BL2. Further, in the heating step, n-type impurities diffuse into the active semiconductor region by using the polycrystalline silicon of the bit lines BL1 and BL2 as a solid-state diffusion source. As a result, source / drain regions S / D are formed. It should be noted that if the depth of the source / drain regions S / D and the concentration of the impurities in diffusion alone are insufficient, it is sufficient to preliminarily add impurities of required concentration in advance by additional heating or ion implantation through the apertures in the previous one Step in the 6 into the active semiconductor regions.

Der Oxidationsstopper OS und die Kontaktfleckschicht PAD werden aufeinanderfolgend entfernt, und ein Ladungsspeicherfilm CSF wird auf der gesamten Oberfläche einschließlich des freigelegten Kanalbildungsbereichs CH und den Oberflächen des dielektrischen Films DF1 hergestellt. Es ist zu beachten, dass dann, wenn der Kanalbildungsbereich CSF die in der 4 dargestellte dreischichtige Struktur aufweist und der untere Film BTM durch thermische Oxidation hergestellt wird, dieser untere Film BTM nur auf der Oberfläche des Kanalbildungsbereichs CH hergestellt wird.The oxidation stopper OS and the pad layer PAD are successively removed, and a charge storage film CSF is formed on the entire surface including the exposed channel formation region CH and the surfaces of the dielectric film DF1. It should be noted that if the channel forming area CSF is the one in the 4 Having shown three-layer structure and the lower film BTM is prepared by thermal oxidation, this lower film BTM is made only on the surface of the channel formation region CH.

Polykristallines Silicium, das ausreichend mit Fremdstoffen dotiert ist, wird dick abgeschieden, und an erforderlichen Stellen auf dem polykristallinen Silicium werden Ätzschutzschichten zum Herstellen der in der 3 dargestellten Steuerkontaktflecke CP1, CP2, CP3, ... ausgebildet, und dann wird das polykristalline Silicium rückgeätzt. Dadurch werden an den zwei Seitenflächen der Bitleitungen BL1 und BL2 in einem Zustand, in dem die dielektrischen Filme DF1 und der Film CSF eingefügt sind, Steuergates CG1 und CG2 mit Seitenwandformen ausgebildet. Ferner werden gleichzeitig Steuerkontaktflecke CP1, CP2, CP3, ... ausgebildet, die in geeigneter Weise mit den Steuergates CG1, CG2, CG3, ... verbunden sind. Dabei wird die Dicke des ausreichend mit Fremdstoffen dotierten polykristallinen Siliciums durch Bestimmen der Steuergatebreite streng kontrolliert.Polycrystalline silicon which is sufficiently doped with impurities is thickly deposited, and at required locations on the polycrystalline silicon, etching protection layers for producing the inks 3 formed control pads CP1, CP2, CP3, ..., and then the polycrystalline silicon is etched back. Thereby, at the two side surfaces of the bit lines BL1 and BL2 in a state in which the dielectric films DF1 and the film CSF are inserted, control gates CG1 and CG2 having sidewall shapes are formed. Further, control pads CP1, CP2, CP3, ..., which are appropriately connected to the control gates CG1, CG2, CG3, ..., are simultaneously formed. At this time, the thickness of the polycrystalline silicon sufficiently doped with impurities is strictly controlled by determining the control gate width.

Als Nächstes wird die Ätzschutzschicht entfernt.Next, the etch stop layer is removed.

Um die Struktur gemäß der 1B zu erhalten, wird als Erstes der Ladungsspeicherfilm CSF unter Verwendung der Steuergates CG1 und CG2 als Maske geätzt. Dadurch werden der Abschnitt des Ladungsspeicherfilms auf dem Kanalbildungsbereich CH zwischen den Steuerelektroden CG1 und CG2 sowie die Abschnitte des Ladungsspeicherfilms über den Bitleitungen BL1 und BL2 entfernt. Als Nächstes wird die Oberfläche thermisch oxidiert, um auf den Oberflächen der Steuerelektroden CG1 und CG2 sowie der Oberfläche des zwischen diesen frei liegenden Kanalbildungsbereichs CH einen Siliciumdioxidfilm auszubilden. Dadurch wird auf den Oberflächen des polykristallinen oder einkristallinen Siliciums ein einschichtiger dielektrischer Film DF2 ausgebildet, jedoch nicht auf den anderen Abschnitten, die nicht stark thermisch oxidiert sind, da sie aus einem dielektrischen Film bestehen. Es ist zu beachten, dass selbst dann, wenn die Dicke des Gateoxidfilms eines MOS-Transistors im Zentrum gering ist, ausreichend für Isolation zwischen Verbindungen gesorgt ist, da die Dicke bei der thermischen Oxidation des dotierten polykristallinen Siliciums dem Doppelten der Dicke des einkristallinen Siliciums entspricht.To the structure according to the 1B First, the charge storage film CSF is etched using the control gates CG1 and CG2 as a mask. Thereby, the portion of the charge storage film becomes on the channel formation area CH between the control electrodes CG1 and CG2 and the portions of the charge storage film over the bit lines BL1 and BL2. Next, the surface is thermally oxidized to form a silicon dioxide film on the surfaces of the control electrodes CG1 and CG2 and the surface of the channel formation region CH exposed therebetween. Thereby, a single-layered dielectric film DF2 is formed on the surfaces of the polycrystalline or single-crystal silicon, but not on the other portions which are not highly thermally oxidized since they are made of a dielectric film. It is to be noted that even if the thickness of the gate oxide film of a MOS transistor in the center is small, insulation between interconnections is sufficiently provided because the thickness in the thermal oxidation of the doped polycrystalline silicon is twice the thickness of the monocrystalline silicon ,

Als Nächstes wird ein leitendes Material zum Herstellen der Wortleitung dick auf der gesamten Oberfläche abgeschieden, und darauf werden parallele, streifenförmige Muster eines Resists usw. in der Zeilenrichtung hergestellt. Das leitende Material wird durch RIE oder einen anderen Ätzvorgang mit starker Anisotropie unter Verwendung dieser Muster als Maske bearbeitet, um eine Wortleitung WL herzustellen. Ferner werden Seitenwände WL' der Wortleitung WL, wie in der 2B dargestellt, ausgebildet. Durch das Obige wird die Grundstruktur einer Speicherzelle fertig gestellt.Next, a conductive material for forming the word line is thickly deposited on the entire surface, and parallel, stripe-shaped patterns of a resist, etc. are formed thereon in the row direction. The conductive material is processed by RIE or other strong anisotropy etching using these patterns as a mask to produce a word line WL. Further, sidewalls WL 'become the word line WL as shown in FIG 2 B illustrated, formed. By the above, the basic structure of a memory cell is completed.

Als Nächstes werden Vorteile der Speicherzellenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegenüber der Speicherzellenstruktur erläutert, wie sie in der obigen Veröffentlichung beschrieben ist, die einen Stand der Technik angibt. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Erläuterung als Vergleichsbeispiel ein Fall verwendet wird, bei dem ein Steuergate in der in der obigen Veröffentlichung beschriebenen Schnittstruktur in zwei Seitenwände unterteilt ist, wobei jedoch die Vorteile der Erfindung auch dann dieselben bleiben, wenn das Steuergate nicht unterteilt ist.Next, advantages of the memory cell structure according to the present embodiment over the memory cell structure described in the above publication indicating a prior art will be explained. It should be noted that in the following explanation, a case where a control gate is divided into two side walls in the sectional structure described in the above publication is used in the following explanation, but the advantages of the invention remain the same even if the control gate is not is divided.

Die 12A ist eine Ansicht, die die Schnittstruktur der in der obigen Veröffentlichung beschriebenen Zelle in der Zeilenrichtung zeigt, wenn ein Steuergate zweigeteilt wird. Die 12B ist eine Draufsicht, die zentrisch zu zwei Speicherzellen gezeichnet ist. Die 13 ist eine Draufsicht eines Speicherzellenarrays mit Steuerkontaktflecken. Es ist zu beachten, dass in diesen Figuren Bezugszahlen, die gleiche Konfigurationen wie bei der vorliegenden Ausführungsform kennzeichnen, gemäß demselben Standard wie bei der vorliegenden Ausführungsform vergeben sind.The 12A Fig. 12 is a view showing the sectional structure of the cell described in the above publication in the row direction when a control gate is divided into two. The 12B is a plan view, which is drawn centrally to two memory cells. The 13 Fig. 10 is a plan view of a memory cell array with control pads. It is to be noted that in these figures, reference numerals denoting the same configurations as in the present embodiment are given according to the same standard as in the present embodiment.

Die Speicherzelle des Vergleichsbeispiels stimmt mit der Speicherzelle der vorliegenden Ausführungsform hinsichtlich der grundsätzlichen Zellenkonfiguration einschließlich des Punkts überein, dass ein Worttransistor WT und zwei diese einbettenden Speichertransistoren MTa und MTb in Reihe geschaltet sind.The memory cell of the comparative example is the same as the memory cell of the present embodiment in terms of the basic cell configuration including the point that a word transistor WT and two memory transistors MTa and MTb embedding these are connected in series.

Jedoch unterscheidet sich die Speicherzelle des Vergleichsbeispiels hinsichtlich der Struktur stark von der Speicherzelle der vorliegenden Ausführungsform und zwar hinsichtlich des Punkts, dass sie über mit einer Wortleitung WL verbundene Wortgates WG verfügt und an den Seitenflächen mit Steuergates CG1, CG2 und CG3 mit Seitenwandformen in einem Zustand ausgebildet ist, in dem Ladungsspeicherfilme CSF eingefügt sind, und durch den Punkt, dass sie über keine dielektrischen Isolierschichten ISO zum Isolieren von Zellen in der Spaltenrichtung verfügt. Die Steuergates CG1, CG2 und CG3 müssen in der Spaltenrichtung ausgebildet werden, so dass die Wortgates, die bei der Herstellung Hilfsschichten bilden, ebenfalls in Form paralleler Streifen in der Spaltenrichtung ausgebildet werden müssen. Andererseits ist es jedoch, um Wortleitungen WL elektrisch zu isolieren, erforderlich, die streifenförmigen Wortgates WG in isolierte Muster für jede Zelle zu zerschneiden. Diese Punkte sind aus der Zellenstruktur deutlich.However, the memory cell of the comparative example is very different in structure from the memory cell of the present embodiment in the point that it has word gates WG connected to a word line WL and at the side surfaces with control gates CG1, CG2 and CG3 having sidewall shapes in one state in which charge storage films CSF are inserted, and by the point that it has no dielectric insulating layers ISO for isolating cells in the column direction. The control gates CG1, CG2 and CG3 must be formed in the column direction, so that the word gates forming auxiliary layers during manufacture must also be formed in the form of parallel strips in the column direction. On the other hand, in order to electrically isolate word lines WL, it is necessary to cut the strip-shaped word gates WG into isolated patterns for each cell. These points are clear from the cell structure.

Nachfolgend wird ein Herstellverfahren, wie es für die Zellenstruktur des Vergleichsbeispiels zu erwarten ist, einfach der Reihe nach erläutert.Hereinafter, a manufacturing method as expected for the cell structure of the comparative example will be explained simply in order.

Als Erstes werden ein einschichtiger dielektrischer Film DF und ein leitender Film zum Ausbilden von Wortgates WG auf einem Substrat SUB abgeschieden und strukturiert, um parallele Streifenmuster in der Spaltenrichtung auszubilden. Auf der gesamten Oberfläche einschließlich der Musterflächen und der Fläche des Substrats SUB wird ein Ladungsspeicherfilm CSF aus einem ONO-Film hergestellt. In diesem Zustand wird mit Fremdstoffen dotiertes polykristallines Silicium dick abgeschieden, um die Zwischenräume zwischen den leitenden Schichten einzubetten, um die Wortgates WG herzustellen. Ätzschutzschichten werden an erforderlichen Orten, z. B. an den Positionen der Steuergatekontaktflecke CP1, CP2, CP3, ..., wie in der 13 dargestellt, hergestellt. In diesem Zustand wird das polykristalline Silicium unter Bedingungen starker Anisotropie rückgeätzt. Im Ergebnis werden an den beiden Seiten der leitenden Schichten Seitenwände aus polykristallinem Silicium als Steuergate CG1, CG1, CG2, CG2, CG3, CG3, ... ausgebildet, um die Wortgates WG in einem Zustand herzustellen, in dem der Ladungsspeicherfilm CSF eingefügt ist. Ferner werden gleichzeitig die Steuerkontaktflecke CP1, CP2, CP3, ... ausgebildet. Die Oberflächen der Seitenwände aus polykristallinem Silicium (Seitenwände aus polykristallinem Silicium) werden durch thermische Oxidation oxidiert, und dann werden n-Fremdstoffe in die Bereiche der Substratoberfläche zwischen den Seitenwänden aus polykristallinem Silicium durch Ionenimplantation unter Verwendung der Seitenwände aus polykristallinem Silicium und der die Wortgates WG bildenden leitenden Schichten als Masken injiziert, um Source/Drain-Bereiche S/D auszubilden. Dann wird in die Zwischenräume zwischen den Seitenwänden aus polykristallinem Silicium Siliciumdioxid oder ein anderes Dielektrikum eingebettet, und dann erfolgt ein Polieren oder Rückätzen zum Einebnen der Oberfläche des Dielektrikums, so dass die Oberflächenhöhen denjenigen der leitenden Schichten zum Ausbilden der Wortgates WG im Wesentlichen gleich werden. Durch das Einebnen werden die Oberflächen der leitenden Schichten zum Ausbilden der Wortgates WG freigelegt, jedoch wird bei einem solchen Grad gestoppt, dass die Oberflächen der Seitenwände aus polykristallinem Silicium wegen Vorliegens des thermischen Oxidfilms nicht freigelegt werden.First, a single-layered dielectric film DF and a conductive film for forming word gates WG are deposited on a substrate SUB and patterned to form parallel stripe patterns in the column direction. On the entire surface including the pattern surfaces and the surface of the substrate SUB, a charge storage film CSF is made of an ONO film. In this state, polycrystalline silicon doped with impurities is thickly deposited to embed the interstices between the conductive layers to produce the word gates WG. Etching coatings are applied to required locations, e.g. At the positions of the control gate pads CP1, CP2, CP3,..., As in FIG 13 represented, manufactured. In this state, the polycrystalline silicon is etched back under conditions of strong anisotropy. As a result, polycrystalline silicon sidewalls are formed on the both sides of the conductive layers as control gates CG1, CG1, CG2, CG2, CG3, CG3, ... to make the word gates WG in a state where the charge storage film CSF is interposed. Further, the control pads CP1, CP2, CP3, ... are simultaneously formed. The surfaces of the side walls made of polycrystalline silicon (side walls of polycrystalline silicon) are oxidized by thermal oxidation and then n-type impurities are injected into the regions of the substrate surface between the polycrystalline silicon sidewalls by ion implantation using the polycrystalline silicon sidewalls and the conductive layers forming the word gates WG as masks to source / Form drain regions S / D. Then, silicon oxide or other dielectric is embedded in the interstices between the polycrystalline silicon sidewalls, and then polished or etched back to flatten the surface of the dielectric so that the surface heights become substantially equal to those of the conductive layers for forming the word gates WG. The planarization exposes the surfaces of the conductive layers to form the word gates WG, but stops at such a degree that the surfaces of the polycrystalline silicon sidewalls are not exposed due to the presence of the thermal oxide film.

Als Nächstes wird auf der eingeebneten Oberfläche ein leitendes Material zum Herstellen der Wortleitungen WL abgeschieden, und darauf werden parallele Resiststreifen in der Zeilenrichtung hergestellt. Der Leiter wird unter Verwendung des Resists als Maske geätzt, um die Wortleitungen WL zu isolieren. Auch wird als Nächstes die an der Unterseite zwischen den Wortleitungen WL frei liegende leitende Schicht durch Ätzen unterteilt. Im Ergebnis werden Wortgates WG mit Mustern erzeugt, die für jede Zelle isoliert sind.Next, on the level surface, a conductive material for forming the word lines WL is deposited, and parallel resist strips in the row direction are formed thereon. The conductor is etched using the resist as a mask to isolate the word lines WL. Also, next, the conductive layer exposed at the bottom between the word lines WL is divided by etching. As a result, word gates WG are generated with patterns isolated for each cell.

Ein erstes Problem beim Vergleichsbeispiel besteht in der Tatsache, dass die Tendenz besteht, dass Rückstände polykristallinen Siliciums beim Unterteilen der leitenden Schichten zum Ausbilden der Wortgates WG in Muster für jede Zelle im abschließenden Schritt erzeugt werden. D. h., dass es, wie oben erläutert, erforderlich wird, da der Querschnitt einer leitenden Schicht zum Herstellen eines Wortgates WG trapezförmig ist, wenn die Unterteilung erfolgt, ein Loch mit einer umgekehrt verjüngten Seitenfläche einzugraben. Im Ergebnis besteht die Tendenz, dass polykristallines Silicium in einem Streifen an der tiefsten Stelle des von der Oberflächenöffnung her gesehen abgeschatteten Teils verbleibt, d. h. in einem Abschnitt entlang der Unterseite der Seitenfläche, wie es in der 12B dargestellt ist. Da ein derartiger Rückstand von polykristallinem Silicium einen elektrischen Kurzschluss zwischen Wortgates WG hervorruft, leidet das Speicherzellenarray aus Kurzschlüssen der Wortleitungen.A first problem with the comparative example is the fact that residues of polycrystalline silicon tend to be generated when dividing the conductive layers to form the word gates WG into patterns for each cell in the final step. That is, as explained above, since the section of a conductive layer for producing a word gate WG is trapezoidal, when the division is made, it is required to dig in a hole having a reverse tapered side surface. As a result, polycrystalline silicon tends to remain in a stripe at the lowest point of the part shaded from the surface opening, that is, in a portion along the bottom of the side surface as shown in FIG 12B is shown. Since such a residue of polycrystalline silicon causes an electrical short between word gates WG, the memory cell array suffers from short circuits of the word lines.

Bei der Zellenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Unterteilung der Wortgates WG überflüssig, da keine leitenden Schichten zum Herstellen der Wortgates WG existieren. Ferner weisen, beim Isolieren der Wortleitungen WL, die Fußabschnitte der weggeätzten Abschnitte nach vorne verjüngte Seitenflächen auf, was die Formen der Steuergates vom Seitenwandtyp widerspiegelt. Demgemäß besteht der Vorteil, dass in diesen Abschnitten nicht leicht leitendes Material verbleibt.In the cell structure according to the present embodiment, a division of the word gates WG is unnecessary because no conductive layers exist for producing the word gates WG. Further, in insulating the word lines WL, the leg portions of the etched-away portions have forwardly tapered side surfaces, reflecting the shapes of the sidewall-type control gates. Accordingly, there is the advantage that not easily conductive material remains in these sections.

Ein zweites Problem beim Vergleichsbeispiel besteht darin, dass keine dielektrischen Isolierschichten ISO existieren, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, so dass die Tendenz besteht, dass sich in Bereichen der Ladungsspeicherfilme CSF benachbart zu Speichereinheiten kontinuierlich Ladungen ansammeln, wenn Umschreiboperationen oft wiederholt werden. Insbesondere werden Ladungen, die nur bei Umschreiboperationen injiziert werden, z. B. zum Löschen injizierte Ladungen mit umgekehrter Polarität (Elektronenlöcher) nur injiziert, aber nicht abgezogen, so dass sie sich in diesen Bereichen leicht allmählich ansammeln. Im Ergebnis werden außerhalb der Kanäle leicht Leckpfade erzeugt. Die 12B zeigt Ladungsansammlungsbereiche und die Richtungen der Leckpfade.A second problem with the comparative example is that there are no dielectric insulating layers ISO as in the present embodiment, so that charges tend to accumulate continuously in regions of the charge storage films CSF adjacent to memory units when rewrite operations are often repeated. In particular, charges that are injected only during rewrite operations, e.g. For example, for discharging, injected charges of the reverse polarity (electron holes) are only injected but not drawn off, so that they easily accumulate gradually in these regions. As a result, leak paths are easily generated outside the channels. The 12B shows charge accumulation areas and the directions of the leak paths.

Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Abschnitt des Ladungsspeicherfilms CSF, der mit dem Kanalbildungsbereich CH in der 2A in Kontakt steht, einer Speichereinheit. Benachbarte Bereiche der Speichereinheit liegen über den dielektrischen Isolierschichten ISO. Demgemäß existiert ein Vorteil, dass, obwohl sich Ladungen kontinuierlich im benachbarten Bereich ansammeln, diese Ladungen den Kanal nicht beeinflussen und keine Leckpfade erzeugt werden. Es ist zu beachten, dass dann, wenn die dielektrischen Isolierschichten durch das LOCOS oder das STI-Verfahren hergestellt werden, es noch schwieriger ist, dass ein Leckstrom entsteht, da der Oberflächenbereich des Substrats isoliert ist.In the present embodiment, the portion of the charge storage film CSF corresponding to the channel formation region CH in FIG 2A in contact, a storage unit. Adjacent areas of the memory unit lie over the dielectric insulating layers ISO. Accordingly, there is an advantage that although charges accumulate continuously in the adjacent area, these charges do not affect the channel and leak paths are not generated. It should be noted that, when the dielectric insulating layers are formed by the LOCOS or the STI method, it is more difficult to generate a leakage current because the surface area of the substrate is isolated.

Als drittes Problem beim Vergleichsbeispiel müssen, wie es in der 13 dargestellt ist, da die Steuergates ringförmig so hergestellt werden, dass sie die leitenden Schichten umgeben, um die Wortgates WG zu bilden, die Wortgates durchgeschnitten werden, z. B. an zwei Punkten an den kurzen Seiten der leitenden Schichten. Dies, da effiziente 2-Bit-Speicheroperationen schwierig werden, solange nicht die zwei Steuergates CG1 und CG2, CG2 und CG3, ... in einer Speicherzelle unabhängig mit verschiedenen Spannungen versorgt werden können.As a third problem with the comparison example, as it is in the 13 6, since the control gates are annularly formed so as to surround the conductive layers to form the word gates WG, the word gates are cut through, e.g. At two points on the short sides of the conductive layers. This is because efficient 2-bit memory operations become difficult unless the two control gates CG1 and CG2, CG2 and CG3, ... in a memory cell can be independently supplied with different voltages.

Bei der Zellenstruktur der vorliegenden Ausführungsform werden die zwei Steuergates CG1 und CG2, CG2 und CG3, ... in jeder Speicherzelle bereits bei der Herstellung isoliert, wie es in der 3 dargestellt ist. Demgemäß besteht bei der vorliegenden Ausführungsform, insoweit benachbarte Steuergates CG1 und CG1, CG2 und CG2, ... mit demselben Potenzial verwendet werden, ein Vorteil dahingehend, dass ein Schritt zum Durchschneiden der Steuergates überflüssig ist. Es ist zu beachten, dass dann, wenn es erwünscht ist, alle Steuergates unabhängig anzusteuern, um den Freiheitsgrad bei Betrieb mit seriellem Zugriff auf ein VG-Zellenarray zu erhöhen, die Steuergates CG1 und CG1, CG2 und CG2, ... in der 3 durchgeschnitten werden müssen. Die Schnittstellen für die Steuergates unterscheiden sich von denen des Vergleichsbeispiels. Die Anzahl der Schnittstellen ist gleich.In the cell structure of the present embodiment, the two control gates CG1 and CG2, CG2 and CG3,... Are already isolated in each memory cell during manufacture, as shown in FIG 3 is shown. Accordingly, in the present embodiment, as far as adjacent control gates CG1 and CG1, CG2 and CG2, ... having the same potential are used, there is an advantage in that a step of cutting the control gates is unnecessary. It should be noted that then, if it is desired to independently drive all the control gates to increase the degree of freedom in serial access operation to a VG cell array, the control gates CG1 and CG1, CG2 and CG2, 3 have to be cut through. The interfaces for the control gates differ from those of the comparative example. The number of interfaces is the same.

Abweichend vom Obigen besteht bei der vorliegenden Ausführungsform eine Hilfsschicht aus einem leitenden Material (z. B. mit Fremdstoffen dotiertem polykristallinem Silicium), und die Widerstände der Bitleitungen BL1, BL2, ... sind im Vergleich zum Vergleichsbeispiel verringert, bei dem dieselben nur durch Fremdstoffbereiche gebildet sind, wobei Bitleitungen in den Halbleiter eingebettet sind.Notwithstanding the above, in the present embodiment, an auxiliary layer is made of a conductive material (eg polycrystalline silicon doped with impurities), and the resistances of the bit lines BL1, BL2, ... are reduced as compared with the comparative example in which they are only through Foreign substance areas are formed, wherein bit lines are embedded in the semiconductor.

Ferner ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Kanallängen der Worttransistoren WT gegenüber der minimalen Leitungsbreite F zu verringern. Die Sources und die Drains der Worttransistoren WT sind die Kanäle der Speichertransistoren MTa und MTb, so dass selbst dann, wenn die Kanallängen der Worttransistoren WT kleiner gemacht werden, kaum ein Durchgriffsproblem auftritt.Further, in the present embodiment, it is possible to reduce the channel lengths of the word transistors WT from the minimum line width F. The sources and drains of the word transistors WT are the channels of the memory transistors MTa and MTb, so that even if the channel lengths of the word transistors WT are made smaller, a penetration problem hardly occurs.

Ferner kann bei der vorliegenden Ausführungsform innerhalb des Umfangs des technischen Konzepts der Erfindung eine Anzahl von Modifizierungen vorgenommen werden.Further, in the present embodiment, a number of modifications can be made within the scope of the technical concept of the invention.

Zum Beispiel besteht für die Hilfsschicht zur Herstellung der Steuergates keine Beschränkung auf polykristallines Silicium, und sie kann aus amorphem Silicium oder anderen Leitern oder einem Dielektrikum bestehen. In diesem Fall ist es erforderlich, die Source/Drain-Bereiche dadurch auszubilden, dass sie unter den dielektrischen Isolierschichten ISO eingebettet werden, oder dass die dielektrischen Isolierschichten ISO bis zu den zwei Seiten der Speichereinheiten angebracht werden und sie an den Source/Drain-Bereichen S/D abgeschnitten werden. Im Ergebnis werden die Source/Drain-Bereiche S/D in Linienform in der Spaltenrichtung ausgebildet, und sie werden als Bitleitungen verwendet.For example, the auxiliary layer for fabricating the control gates is not limited to polycrystalline silicon, and may be made of amorphous silicon or other conductors or a dielectric. In this case, it is necessary to form the source / drain regions by being buried under the dielectric insulating layers ISO, or the dielectric insulating layers ISO are applied to the two sides of the memory units and to the source / drain regions S / D are cut off. As a result, the source / drain regions S / D are formed in a line shape in the column direction, and they are used as bit lines.

Ferner ist es auch möglich, den dielektrischen Film DF1 nicht durch thermische Oxidation an der Oberfläche des polykristallinem Siliciums im Schritt gemäß der 8 herzustellen, sondern den Ladungsspeicherfilm CSF im Schritt der 9 herzustellen. In diesem Fall werden im Schritt der 11 die Oberflächen des polykristallinen Siliciums zum Herstellen der Bitleitungen BL1, BL2, ... durch Ätzen des Ladungsspeicherfilms CSF freigelegt, jedoch werden beim nachfolgenden thermischen Oxidieren der Oberflächen der Steuergates CG1, CG2, ... auch die Oberflächen des polykristallinen Siliciums zum Herstellen der Bitleitungen thermisch oxidiert, und es werden Siliciumdioxidfilme erzeugt. So kann der Isolierfilm für Wortleitungen ausreichend ausgebildet werden. Bei diesem Verfahren sind der Schritt zum Herstellen der Kontaktfleckschichten PAD und des Oxidationsstoppers OS in der 5, der Schritt des späteren Entfernens und der Schritt thermischer Oxidation in der 8 überflüssig, so dass ein Vorteil dahingehend besteht, dass der Prozess in diesem Umfang vereinfacht werden kann.Further, it is also possible not to form the dielectric film DF1 by thermal oxidation on the surface of the polycrystalline silicon in the step of FIG 8th but the charge storage film CSF in the step of 9 manufacture. In this case, in the step of 11 the surfaces of the polycrystalline silicon for producing the bit lines BL1, BL2,... are exposed by etching the charge storage film CSF, but in the subsequent thermal oxidation of the surfaces of the control gates CG1, CG2,..., also the surfaces of the polycrystalline silicon for producing the bit lines thermally oxidized, and silicon dioxide films are produced. Thus, the insulating film for word lines can be sufficiently formed. In this method, the step of forming the pad layers PAD and the oxidation stopper OS are in the 5 , the step of later removal and the step of thermal oxidation in the 8th superfluous, so there is an advantage in that the process can be simplified to that extent.

Ferner besteht für die Formen der Steuergates CG1, CG2, ... keine Beschränkung auf die Seitenwandformen, die an den Seiten der Hilfsschichten (Bitleitungen BL1, BL2, ... bei der obigen Erläuterung) aus einem Leiter oder einem Dielektrikum ausgebildet sind. Zum Beispiel können, wie es in der 14 dargestellt ist, die Steuergates CG1, CG2, .... aus Formen bestehen, die die Seiten und die Oberflächen der Bitleitungen BL1, BL2, ... bedecken, wie es in der 14 dargestellt ist. Es ist zu beachten, dass die Formen auf Anwendungen unter Verwendung von Steuergates beschränkt sind, die zu verschiedenen Zellen gehören, von denen aus sich die Bitleitungen erstrecken, wobei elektrisch dasselbe Potenzial gilt.Further, the shapes of the control gates CG1, CG2, ... are not limited to the sidewall shapes formed on the sides of the auxiliary layers (bit lines BL1, BL2, ... in the above explanation) of a conductor or a dielectric. For example, as it may in the 14 is shown, the control gates CG1, CG2, .... consist of shapes that cover the sides and the surfaces of the bit lines BL1, BL2, ..., as shown in the 14 is shown. It should be noted that the shapes are limited to applications using control gates belonging to different cells from which the bitlines extend, with the same potential electrically applied.

Ferner werden bei dieser Konfiguration die Ladungsspeicherfilme CSF unvermeidlicherweise so geformt, dass sie die Seiten und die Oberflächen der Bitleitungen BL1, BL2, ... bedecken. Dies, da im Schritt des Isolierens der Ladungsspeicherfilme CSF gemäß der oben erläuterten 11 die Abschnitte der Ladungsspeicherfilme auf den Bitleitungen durch die Steuergates CG1, CG2, ... geschützt werden.Further, in this configuration, the charge storage films CSF are inevitably formed so as to cover the sides and the surfaces of the bit lines BL1, BL2,.... This is because in the step of insulating the charge storage films CSF according to the above 11 the portions of the charge storage films on the bit lines are protected by the control gates CG1, CG2,.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zwei Beispiele eines Verfahrens zum Herstellen der Steuergates CG1, CG2, ... erläutert.Two examples of a method for manufacturing the control gates CG1, CG2, ... will be explained below with reference to the drawings.

Das erste Verfahren ist in den 15 bis 17 veranschaulicht. Dieses Herstellverfahren kann dadurch ausgeführt werden, dass der oben erläuterte, in der 10 dargestellte Schritt des Herstellens von Steuergates vom Seitenwandtyp durch die in den 15 und 16 veranschaulichten Schritte ersetzt wird.The first method is in the 15 to 17 illustrated. This manufacturing method can be carried out by the above-mentioned, in the 10 illustrated step of producing control gates of the sidewall type by in the 15 and 16 illustrated steps is replaced.

Nach dem Herstellen der Bitleitungen BL1, BL2, der Source/Drain-Bereiche S/D, des Dielektrikums SF1 und des Ladungsspeicherfilms CSF durch dieselben Schritte wie gemäß den 5 bis 9 wird, wie es in der 15 dargestellt ist, ein leitender Film CSF, der z. B. aus polykristallinem oder amorphem Silicium besteht, auf der ganzen Oberfläche hergestellt. Ferner werden auf denjenigen Abschnitten des leitenden Films CGF, die auf den Bitleitungen BL1 und BL2 liegen, durch Fotolithografie Resistmuster R1 hergestellt.After making the bit lines BL1, BL2, the source / drain regions S / D, the dielectric SF1 and the charge storage film CSF by the same steps as in FIGS 5 to 9 will, as it is in the 15 is shown, a conductive film CSF, the z. B. of polycrystalline or amorphous silicon, made on the whole surface. Further, on those portions of the conductive film CGF lying on the bit lines BL1 and BL2, resist patterns R1 are formed by photolithography.

Der leitende Film CGF wird durch Ätzen unter Verwendung der Resistmuster R1 als Maske strukturiert. Dadurch werden, wie es in der 16 dargestellt ist, die Steuergates CG1 und CG2, die im oberen Teil des Zentrums des Kanalbildungsbereichs isoliert sind, hergestellt. The conductive film CGF is patterned by etching using the resist patterns R1 as a mask. This will, as in the 16 is shown, the control gates CG1 and CG2, which are isolated in the upper part of the center of the channel formation region prepared.

Es ist erwünscht, dass das Ätzen hierbei unter Bedingungen einer ausreichend starken Anisotropie und mit geringer Aussparung der Resistmuster R1 ausgeführt wird. Einhergehend mit einer Dickenverringerung der Resistmuster R1 während des Ätzens werden die Ränder derselben ausgespart, und im Ergebnis werden die Hauptbereiche der Seitenflächen der Steuergates CG1 und CG2 nach vorne verjüngt. Es ist zu beachten, dass die Ränder der Resistmuster R1 vorab abgerundet werden, z. B. durch ein Nachtempern bei relativ hoher Temperatur, um das Aussparen der Ränder einfacher zu gestalten.It is desirable that the etching be carried out under conditions of sufficiently strong anisotropy and with a small clearance of the resist patterns R1. Along with a reduction in the thickness of the resist patterns R1 during the etching, the edges thereof are recessed, and as a result, the major portions of the side surfaces of the control gates CG1 and CG2 are tapered forward. It should be noted that the edges of the resist patterns R1 are rounded in advance, e.g. B. by a post-annealing at a relatively high temperature to make the austerity of the edges easier.

Wie es in der 17 dargestellt ist, wird der Ladungsspeicherfilm CSF durch Ätzen unter Verwendung der Steuergates CG1 und CG2 als Maske getrennt. Ferner werden, um die Struktur der 14 zu erzielen, die dielektrischen Filme DF2 und die Wortleitung WL mit demselben Verfahren, wie es oben erläutert ist, hergestellt, um die Grundstruktur der Speicherzelle fertigzustellen.As it is in the 17 is shown, the charge storage film CSF is separated by etching using the control gates CG1 and CG2 as a mask. Furthermore, the structure of the 14 to obtain the dielectric films DF2 and the word line WL by the same method as explained above to complete the basic structure of the memory cell.

Das zweite Verfahren ist ein solches zum Herstellen einer Maskenschicht beim Bearbeiten des leitenden Films CGF durch Selbstausrichtung mit der Form der Basis. Das zweite Verfahren ist in den 18 bis 22 veranschaulicht. Dieses Herstellverfahren kann dadurch ausgeführt werden, dass der in der 10 dargestellte und oben erläuterte Schritt des Herstellens von Steuergates vom Seitenwandtyp durch die in den 18 bis 22 veranschaulichten Schritte ersetzt wird.The second method is one for producing a mask layer in processing the conductive film CGF by self-aligning with the shape of the base. The second method is in the 18 to 22 illustrated. This manufacturing method can be carried out by that in the 10 shown and explained above step of producing control gates of the sidewall type by in the 18 to 22 illustrated steps is replaced.

Nach dem Herstellen der Bitleitungen BL1, BL2l, der Source/Drain-Bereiche S/D, des Dielektrikums CF1 und des Ladungsspeicherfilms CSF durch dieselben Schritte, wie sie in den 5 bis 9 dargestellt sind, wird, wie es in der 18 dargestellt ist, ein leitender Film CGF aus z. B. polykristallinem oder amorphem Silicium auf der gesamten Oberfläche hergestellt. Als Nächstes wird auf der Oberfläche des leitenden Films CGF ein Oxidationsstoppfilm OSF aus z. B. Siliciumnitrid dünn hergestellt. Ferner wird ein Resist aufgetragen, gebrannt und dann rückgeätzt, um ausgesparte Abschnitte auf der Oberfläche durch einen Resist R2 einzubetten.After making the bit lines BL1, BL2l, the source / drain regions S / D, the dielectric CF1 and the charge storage film CSF by the same steps as described in FIGS 5 to 9 as is shown in the 18 is shown, a conductive film CGF of z. B. polycrystalline or amorphous silicon on the entire surface. Next, on the surface of the conductive film CGF, an oxidation stopper film OSF of e.g. As silicon nitride made thin. Further, a resist is applied, baked, and then etched back to embed recessed portions on the surface through a resist R2.

Durch Ätzen in diesem Zustand unter Verwendung des Resists R2 als Maske werden, wie es in der 19 dargestellt ist, Teile des Oxidationsstoppfilms OS über den Bitleitungen BL1 und BL2 entfernt.By etching in this state using the resist R2 as a mask, as shown in FIG 19 is shown, parts of the Oxidationsstoppfms OS over the bit lines BL1 and BL2 removed.

Der Resist R2 wird entfernt, und dann wird der um den Oxidationsstoppfilm OSF freigelegte leitende Film CGF selektiv thermisch oxidiert, um über den Bitleitungen BL1 und BL2 dielektrische Filme DF2 auszubilden, wie es in der 20 dargestellt ist.The resist R2 is removed, and then the conductive film CGF exposed around the oxidation stopper film OSF is selectively thermally oxidized to form dielectric films DF2 via the bit lines BL1 and BL2, as shown in FIG 20 is shown.

Wie es in der 21 dargestellt ist, wird der Oxidationsstoppfilm OSF entfernt.As it is in the 21 is shown, the Oxidationsstoppfmm OSF is removed.

Der leitende Film CGF wird durch Ätzen unter Verwendung der dielektrischen Filme DF2 als Maske strukturiert. Im Ergebnis werden, wie es in der 22 dargestellt ist, Steuergates CG1 und CG2, die im oberen Teil des Zentrums des Kanalbildungsbereichs getrennt sind, ausgebildet.The conductive film CGF is patterned by etching using the dielectric films DF2 as a mask. As a result, as stated in the 22 is formed, control gates CG1 and CG2, which are separated in the upper part of the center of the channel forming area formed.

Es ist erwünscht, dass dabei das Ätzen unter Bedingungen ausreichend starker Anisotropie und geringer Aussparung der dielektrischen Filme DF2 ausgeführt wird. Da die dielektrischen Filme DF2 durch selektive Oxidation unter Verwendung des Oxidationsstoppfilms OSF hergestellt werden, ist an jedem Rand, je näher dieser am Vorderende liegt, die Dicke umso geringer, auf dieselbe Weise wie beim vorgenannten Vogelschnabel bei LOCOS. Demgemäß werden, einhergehend mit einer Dickenverringerung, der dielektrischen Filme DF2 während des Ätzens der Steuergates, die Ränder der dielektrischen Filme DF2 ausgespart. Im Ergebnis werden die Hauptbereiche der Seitenflächen der Steuergates CG1 und CG2 nach vorne verjüngt.It is desirable that the etching be carried out under conditions of sufficiently strong anisotropy and sparing of the dielectric films DF2. Since the dielectric films DF2 are fabricated by selective oxidation using the oxidation stop film OSF, the closer it is to the front end, the smaller the thickness, in the same manner as in the aforementioned bird's beak in LOCOS. Accordingly, along with a reduction in the thickness of the dielectric films DF2 during the etching of the control gates, the edges of the dielectric films DF2 are recessed. As a result, the major portions of the side surfaces of the control gates CG1 and CG2 are tapered forward.

Als Nächstes wird ein Ätzvorgang unter Verwendung der Steuergates CG1 und CG2 als Maske ausgeführt, um den Ladungsspeicherfilm zu trennen. Ferner werden, um die Struktur der 14 zu erzielen, dielektrische Filme DF2 an den Seiten der Steuergates CG1 und CG2 hergestellt, und die Wortleitung WL wird durch dasselbe Verfahren wie oben erläutert hergestellt, um die Grundstruktur der Speicherzelle fertigzustellen.Next, an etching process is performed by using the control gates CG1 and CG2 as a mask to separate the charge storage film. Furthermore, the structure of the 14 to produce dielectric films DF2 on the sides of the control gates CG1 and CG2, and the word line WL is manufactured by the same method as explained above to complete the basic structure of the memory cell.

Beim nichtflüchtigen Halbleiterspeicher und beim Verfahren zum Herstellen gemäß der Erfindung ist der Schritt zum Verbinden von Wort-Gateelektroden und einer Wortleitung wie beim Stand der Technik überflüssig, und es wird kein Rückstand eines leitenden Materials erzeugt, der zu einem Kurzschluss zwischen zweiten Steuerelektroden führen würde.In the nonvolatile semiconductor memory and the method of manufacturing according to the invention, the step of connecting word gate electrodes and a word line as in the prior art is unnecessary, and no residue of a conductive material is generated which would cause a short circuit between second control electrodes.

Selbst wenn sich in in der Nähe liegenden Bereichen außerhalb der Speichereinheiten in der Richtung entlang der ersten Steuerelektroden unkontrollierbare Ladungen dauernd ansammeln, führt das Vorliegen der dielektrischen Isolierschichten dazu, dass der Effekt von Ladungen auf den Kanal beträchtlich geschwächt ist, so dass im Ergebnis die Leckeigenschaften selbst dann nicht abnehmen, wenn wiederholt Umschreibvorgänge ausgeführt werden.Even if uncontrollable charges continuously accumulate in nearby areas outside the memory units in the direction along the first control electrodes, the presence of the dielectric insulating layers causes the effect of charges on the channel to be considerably weakened, resulting in leaking characteristics even if rewrite operations are performed repeatedly.

Die zwei ersten Steuerelektroden in einer Speicherzelle werden bereits bei der Herstellung isoliert, so dass ein Prozess zum Trennen derselben für unabhängige Steuerung überflüssig wird.The two first control electrodes in a memory cell are already isolated during manufacture, so that a process for separating them for independent control becomes superfluous.

Wenn die Hilfsschicht aus einem leitenden Material besteht, ist der Widerstand der Bitleitungen im Vergleich zum Fall eines Konfigurierens der Bitleitungen nur durch in den Halbleiter eingebettete Fremdstoffbereiche beträchtlich verringert. Ferner sind, wenn die ersten Steuerelektroden so geformt werden, dass sie die Seitenflächen und die Oberseite der Hilfsschicht bedecken, die Widerstände der ersten Steuerelektroden im Vergleich zu Seitenwandformen verringert.When the auxiliary layer is made of a conductive material, the resistance of the bit lines is considerably reduced as compared with the case of configuring the bit lines only by impurity regions embedded in the semiconductor. Further, when the first control electrodes are formed to cover the side surfaces and the upper surface of the auxiliary layer, the resistances of the first control electrodes are reduced as compared with sidewall shapes.

Ferner ist selbst dann, wenn die Breiten von Linien und Räumen der zweiten Steuerelektroden mit der minimalen Grenze bei Lithografievorgängen ausgebildet sind, der Leckstrom nicht erhöht, und die Kanalbreite ist nicht als Ergebnis einer Fehlausrichtung der zweiten Steuerelektroden verringert. Im Ergebnis nimmt das S/R-Verhältnis für ein Lesesignal nicht ab.Further, even if the widths of lines and spaces of the second control electrodes are formed with the minimum limit in lithography processes, the leakage current is not increased, and the channel width is not reduced as a result of misalignment of the second control electrodes. As a result, the S / N ratio for a read signal does not decrease.

LISTE VON BEZUGSZEICHENLIST OF REFERENCE SIGNS

  • MTa, MTbMTa, MTb
    Speichertransistorenmemory transistors
    WTWT
    Worttransistorword transistor
    WL, WL1, WL2, WL3WL, WL1, WL2, WL3
    Wortleitungen (zweite Steuerelektroden)Word lines (second control electrodes)
    WLWL
    SeitenwandSide wall
    BL1, BL2, BL3BL1, BL2, BL3
    Bitleitungenbit
    CG1, CG21, CG3CG1, CG21, CG3
    Steuergates (erste Steuerelektroden)Control gates (first control electrodes)
    ISOISO
    dielektrische Isolierschichtdielectric insulating layer
    SUBSUB
    Substrat (Halbleiter)Substrate (semiconductor)
    S/DS / D
    Source/Drain-Bereich (Fremdstoffbereich)Source / drain region (impurity region)
    CHCH
    KanalbildungsbereichChannel forming region
    DF1DF1
    dielektrischer Filmdielectric film
    DF2DF2
    einschichtiger dielektrischer Filmsingle layer dielectric film
    CSFCSF
    LadungsspeicherfilmCharge storage film
    CP1, CP2, CP3CP1, CP2, CP3
    Steuerkontaktflecke (Herausführbereiche der ersten Steuerelektrode)Control contact pads (lead-out areas of the first control electrode)
    BTMBTM
    unterer Filmlower film
    CSCS
    zentraler Ladungsspeicherfilmcentral charge storage film
    TOPTOP
    oberer Filmupper film
    PADPAD
    KontaktfleckschichtPad layer
    OSOS
    Oxidationsstopperoxidation stopper
    SFSF
    Opferschichtsacrificial layer
    WGWG
    Wortgateword gate
    OSFOSF
    OxidationsstoppfilmOxidation stopper film
    R1, R2R1, R2
    Widerständeresistors

Claims (26)

Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher mit einer Speicherzelle, die Folgendes aufweist: – einen Kanalbildungsbereich (CH) aus einem Halbleiter; – Ladungsspeicherfilme (CSF) jeweils aus einer Anzahl aufeinander gestapelter dielektrischer Filme mit Ladungshaltevermögen; – zwei Speicher aus Bereichen der Ladungsspeicherfilme (CSF), die zwei Enden des Kanalbildungsbereichs (CH) überlappen; – einen einschichtigen dielektrischen Film (DF2), der mit dem Kanalbildungsbereich (CH) zwischen den Speichereinheiten in Kontakt steht; – zwei erste Steuerelektroden (CG1, CG2), von denen jeweils eine einer Speichereinheit so zugeordnet ist, und die so ausgebildet sind, dass ihre Breite mit zunehmendem Abstand von dem Kanalbildungsbereich abnimmt; und – eine zweite Steuerelektrode (WL), die in den Raum zwischen den zwei ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) in einem gegen die ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) isolierten Zustand eingebettet ist, wobei sie mit dem einschichtigen dielektrischen Film (DF2) in Kontakt steht.A non-volatile semiconductor memory having a memory cell, comprising A channel formation region (CH) made of a semiconductor; Charge storage films (CSF) each of a number of stacked dielectric films with charge retention capability; Two memories of areas of the charge storage films (CSF) overlapping two ends of the channel forming area (CH); A single-layered dielectric film (DF2) in contact with the channel formation region (CH) between the memory units; - Two first control electrodes (CG1, CG2), each one of which is assigned to a memory unit, and which are formed so that their width decreases with increasing distance from the channel forming region; and a second control electrode (WL) embedded in the space between the two first control electrodes (CG1, CG2) in a state insulated from the first control electrodes (CG1, CG2), with the single-layered dielectric film (DF2) in Contact stands. Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 1, bei dem die Speicherzelle ferner Folgendes aufweist: – zwei Fremdstoffbereiche (S/D) aus einem Halbleiter von umgekehrtem Leitungstyp zu dem des Kanalbildungsbereichs (CH), die über diesen voneinander getrennt sind; und – zwei Hilfsschichten (BL1, BL2), die auf den zwei Fremdstoffbereichen (S/D) nahe jeder Fläche der ersten Steuerelektroden (CG1, CG2), die der Außenseite der Speicherzelle zugewandt sind, ausgebildet sind.The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein the memory cell further comprises: Two impurity regions (S / D) of a reverse conduction type semiconductor to that of the channel formation region (CH) separated therefrom; and Two auxiliary layers (BL1, BL2) formed on the two impurity regions (S / D) near each surface of the first control electrodes (CG1, CG2) facing the outside of the memory cell. Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 2, bei dem die Hilfsschichten (BL1, BL2) leitende Schichten nahe den Außenseiten der ersten Steuerelektroden in einem Zustand mit eingefügten dielektrischen Filmen (DF1) umfassen.A nonvolatile semiconductor memory according to claim 2, wherein the auxiliary layers (BL1, BL2) comprise conductive layers near the outsides of the first control electrodes in a dielectric film inserted state (DF1). Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 3, bei dem die leitenden Schichten Schichten aus polykristallinem oder amorphem Silicium umfassen, das mit einem Fremdstoff vom selben Leitungstyp wie dem der Fremdstoffbereiche (S/D) dotiert ist.A nonvolatile semiconductor memory according to claim 3, wherein the conductive layers comprise layers of polycrystalline or amorphous silicon doped with an impurity of the same conductivity type as that of the impurity regions (S / D). Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 2, bei dem die Hilfsschichten (BL1, BL2) dielektrische Schichten (DF1) nahe den Außenseiten der ersten Steuerelektroden umfassen. A non-volatile semiconductor memory according to claim 2, wherein the auxiliary layers (BL1, BL2) comprise dielectric layers (DF1) near the outsides of the first control electrodes. Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 2, bei dem – eine Anzahl von Speicherzellen mit jeweils dem Kanalbildungsbereich (CH), den zwei Speichereinheiten, den ersten und zweiten Steuerelektroden (CG1, CG2, WL), den zwei Hilfsschichten (BL1, BL2) und den zwei Fremdstoffbereichen (S/D) in einer Matrix angeordnet sind, um ein Speicherzellenarray zu bilden, – die zwei Hilfsschichten (BL1, BL2) in der Spaltenrichtung angeordnet sind und sie einer Anzahl von Speicherzellen gemeinsam sind und sie zwei in der Zeilenrichtung benachbarten Speicherzellen gemeinsam sind; – wobei die zwei ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) entlang den zwei Hilfsschichten (BL1, BL2) angeordnet sind und sie einer Anzahl von Speicherzellen gemeinsam sind; und – wobei die zweite Steuerelektrode (WL) in der Zeilenrichtung angeordnet ist und einer Anzahl von Speicherzellen gemeinsam ist.A non-volatile semiconductor memory according to claim 2, wherein A number of memory cells each having the channel formation region (CH), the two memory units, the first and second control electrodes (CG1, CG2, WL), the two auxiliary layers (BL1, BL2) and the two impurity regions (S / D) in a matrix are arranged to form a memory cell array, - The two auxiliary layers (BL1, BL2) are arranged in the column direction and they are common to a number of memory cells and they are common to two memory cells adjacent in the row direction; - wherein the two first control electrodes (CG1, CG2) are arranged along the two auxiliary layers (BL1, BL2) and they are common to a number of memory cells; and - wherein the second control electrode (WL) is arranged in the row direction and is common to a number of memory cells. Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 6, bei dem zwei erste Steuerelektroden (CG1, CG2), die die zwei Seiten der Hilfsschichten (BL1, BL2), die zwei in der Zeilenrichtung benachbarten Speicherzellen gemeinsam sind, in der Breitenrichtung einbetten, elektrisch verbunden sind.A nonvolatile semiconductor memory according to claim 6, wherein two first control electrodes (CG1, CG2) which widthwise embed the two sides of the auxiliary layers (BL1, BL2) common to two memory cells adjacent in the row direction are electrically connected. Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 7, bei dem: – die ersten Steuerelektroden (OG1, CG2) leitende Schichten mit Seitenwandform aufweisen, die an den zwei Seiten in der Breitenrichtung der Hilfsschichten (BL1, BL2) ausgebildet sind; und – wobei zwei erste Steuerelektroden (CG1, CG2) mit der genannten Seitenwandform außerhalb des Speicherzellenarrays miteinander verbunden sind.A nonvolatile semiconductor memory according to claim 7, wherein: The first control electrodes (OG1, CG2) have sidewall-shaped conductive layers formed on the two sides in the width direction of the auxiliary layers (BL1, BL2); and - Wherein two first control electrodes (CG1, CG2) are connected to said side wall form outside of the memory cell array with each other. Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 7, bei dem die ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) leitende Schichten aufweisen, die die zwei Seiten und die Oberflächen der Hilfsschichten (BL1, BL2) bedecken.A nonvolatile semiconductor memory according to claim 7, wherein said first control electrodes (CG1, CG2) have conductive layers covering the two sides and the surfaces of the auxiliary layers (BL1, BL2). Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 6, bei dem die dielektrischen Isolierschichten (DF2) zum elektrischen Isolieren des Kanalbildungsbereichs (CH) zwischen in der Zeilenrichtung benachbarten Speicherzellen zumindest in Oberflächenbereichen des Halbleiters zwischen zweiten Steuerelektroden (WL) ausgebildet sind.A nonvolatile semiconductor memory according to claim 6, wherein the dielectric insulating films (DF2) for electrically insulating the channel forming region (CH) between memory cells adjacent in the row direction are formed between second control electrodes (WL) at least in surface regions of the semiconductor. Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher nach Anspruch 10, bei dem: – die zweiten Steuerelektroden (WL) an den zwei Seiten in der Breitenrichtung Seitenwände aufweisen; und – die Seitenwände mit Rändern der dielektrischen Isolierschichten (DF2) überlappen.A non-volatile semiconductor memory according to claim 10, wherein: - The second control electrodes (WL) on the two sides in the width direction side walls have; and - The side walls overlap with edges of the dielectric insulating layers (DF2). Nichtflüchtiger Halbleiterspeicher mit einer Anzahl von Speicherzellen, von denen jede Folgendes aufweist: – einen Kanalbildungsbereich (CH) aus einem Halbleiter von erstem Leitungstyp; – einen ersten und einen zweiten Fremdstoffbereich (S/D) aus einem Halbleiter von zweitem Leitungstyp, die über den Kanalbildungsbereich (CH) hinweg in Trennungsrichtung voneinander getrennt sind; – Steuerelektroden (CG1, CG2), die in einer Richtung rechtwinklig zur Trennungsrichtung des ersten und des zweiten Fremdstoffbereichs (S/D) angeordnet sind und einer Anzahl von Speicherzellen gemeinsam sind; und – Ladungsspeicherfilme (CSF) aus jeweils mehreren dielektrischen Filmen, die in Schichten unmittelbar unter den Steuerelektroden (CG1, CG2) ausgebildet sind und Information in Abschnitten speichern, die mit dem Kanalbildungsbereich (CH) überlappen; wobei in diesem Speicher – Speicherzellen, die in der Richtung rechtwinklig zur Trennungsrichtung des ersten und des zweiten Fremdstoffbereichs (S/D) benachbart sind, durch dielektrische Isolierschichten (ISO) elektrisch isoliert sind; und – Paare der ersten Fremdstoffbereiche (S/D) und Paare der zweiten Fremdstoffbereiche (S/D) der benachbarten Speicherzellen, die durch die elektrische Isolierschicht (ISO) isoliert sind, jeweils durch leitende Schichten (BL1/BL2) angeschlossen sind.A non-volatile semiconductor memory having a number of memory cells each having: A channel formation region (CH) made of a semiconductor of first conductivity type; A first and a second impurity region (S / D) of a second conductivity type semiconductor which are separated from each other in the separation direction over the channel formation region (CH); - control electrodes (CG1, CG2) arranged in a direction perpendicular to the separation direction of the first and second impurity regions (S / D) and common to a number of memory cells; and Charge storage films (CSF) each of a plurality of dielectric films formed in layers immediately under the control electrodes (CG1, CG2) and storing information in portions overlapping with the channel formation region (CH); being in this store Memory cells which are adjacent in the direction perpendicular to the separation direction of the first and second impurity regions (S / D) are electrically insulated by dielectric insulating layers (ISO); and - Pairs of the first impurity regions (S / D) and pairs of the second impurity regions (S / D) of the adjacent memory cells, which are isolated by the electrical insulating layer (ISO), respectively by conductive layers (BL1 / BL2) are connected. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers mit einem Kanalbildungsbereich (CH) aus einem Halbleiter von erstem Leitungstyp, zwei Fremdstoffbereichen (S/D), die über diesen in Trennungsrichtung voneinander getrennt sind und aus einem Halbleiter von zweitem Leitungstyp bestehen, zwei ersten Steuerelektroden (CG1, CG2), die an zwei Enden des Kanalbildungsbereichs (CH) nahe den zwei Fremdstoffbereichen (S/D) in einem Zustand mit eingefügten Ladungsspeicherfilmen (CSF), von denen jeder aus mehreren dielektrischen Filmen besteht, ausgebildet sind, und einer zweiten Steuerelektrode (WL), die dem Kanalbildungsbereich (CH) zwischen den ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) in einem Zustand mit eingefügtem einschichtigem dielektrischem Film (DF2) zugewandt ist und in der Trennungsrichtung der Fremdstoffbereiche (S/D) angeordnet ist; wobei dieses Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers die folgenden Schritte aufweist: – Herstellen linienförmiger Hilfsschichten (BL1, BL2) in der Richtung rechtwinklig zur Trennungsrichtung der Fremdstoffbereiche auf diesen oder auf Halbleiterbereichen, wo diese Fremdstoffbereiche auszubilden sind; – Herstellen des Ladungsspeicherfilms (CSF) auf Oberflächen der Hilfsschichten (BL1, BL2) und einer Fläche des Kanalbildungsbereichs (CH); – Herstellen der ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) entlang den Hilfsschichten (BL1, BL2) in einem Zustand mit eingefügtem Ladungsspeicherfilm (CSF); – Entfernen eines Teils des Ladungsspeicherfilms (CSF) durch Ätzen unter Verwendung der ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) als Maske; – Herstellen eines einschichtigen dielektrischen Films (DF2) auf einer Fläche des Kanalbildungsbereichs (CH), die durch das Entfernen des Ladungsspeicherfilms (CSF) freigelegt ist, und Flächen der ersten Steuerelektroden (CG1, CG2); und – Herstellen der zweiten Steuerelektroden (WL) auf dem einschichtigen dielektrischen Film (DF2) und den Hilfsschichten (BL1, BL2).A method of fabricating a nonvolatile semiconductor memory having a channel formation region (CH) of a first conductivity type semiconductor, two impurity regions (S / D) separated therefrom in a separation direction and composed of a second conductivity type semiconductor, two first control electrodes (CG1, CG2) formed at two ends of the channel formation region (CH) near the two impurity regions (S / D) in a state with inserted charge storage films (CSF) each consisting of a plurality of dielectric films, and a second control electrode (WL) that faces the channel formation region (CH) between the first control electrodes (CG1, CG2) in a single-layered dielectric film (DF2) inserted state and is disposed in the separation direction of the impurity regions (S / D); this method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory comprises the steps of: forming line auxiliary layers (BL1, BL2) in the direction perpendicular to the direction of separation of the impurity regions thereon or on semiconductor regions where these impurity regions are to be formed; - forming the charge storage film (CSF) on surfaces of the auxiliary layers (BL1, BL2) and a surface of the channel formation region (CH); - producing the first control electrodes (CG1, CG2) along the auxiliary layers (BL1, BL2) in a charge storage film (CSF) inserted state; Removing a portion of the charge storage film (CSF) by etching using the first control electrodes (CG1, CG2) as a mask; - forming a single-layer dielectric film (DF2) on a surface of the channel formation region (CH) exposed by the removal of the charge storage film (CSF) and surfaces of the first control electrodes (CG1, CG2); and - producing the second control electrodes (WL) on the single-layered dielectric film (DF2) and the auxiliary layers (BL1, BL2). Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 13, bei dem die Hilfsschichten (BL1, BL2) dielektrische Schichten (DF1) umfassen.A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 13, wherein said auxiliary layers (BL1, BL2) comprise dielectric layers (DF1). Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 13, bei dem die Hilfsschichten (BL1, BL2) leitende Schichten umfassen.A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 13, wherein said auxiliary layers (BL1, BL2) comprise conductive layers. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 15, bei dem die Hilfsschichten (BL1, BL2) polykristallines oder amorphes Silicium umfassen, das mit einem Fremdstoff vom zweiten Leitungstyp dotiert ist.A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 15, wherein said auxiliary layers (BL1, BL2) comprise polycrystalline or amorphous silicon doped with a second conductivity type impurity. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 16, ferner mit dem Schritt des Herstellens der Fremdstoffbereiche (S/D) vom zweiten Leitungstyp durch Festkörperdiffusion unter Verwendung der Hilfsschichten (BL1, BL2) als Diffusionsquellen.A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 16, further comprising the step of forming the second conductivity type impurity regions (S / D) by solid-state diffusion using said auxiliary layers (BL1, BL2) as diffusion sources. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 16, ferner mit dem Schritt des selektiven thermischen Oxidierens der Oberflächen des polykristallinen oder amorphen Siliciums, das die Hilfsschichten (BL1, BL2) bildet, um eine Isolierung zwischen den zweiten Steuerelektroden (WL) und den Hilfsschichten (BL1, BL2) zu bilden.The method for producing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 16, further comprising the step of selectively thermally oxidizing the surfaces of the polycrystalline or amorphous silicon constituting the auxiliary layers (BL1, BL2) to provide insulation between the second control electrodes (WL) and the auxiliary layers (Fig. BL1, BL2). Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 18, bei dem der Schritt des Herstellens der Hilfsschichten (BL1, BL2) die folgenden Schritte beinhaltet: – Aufschichten eines Kontaktfleck-Oxidfilms, eines Nitridfilms und eines Opferfilms in dieser Reihenfolge zum Herstellen eines Filmstapels; – Entfernen von Teilen des Filmstapels durch Ätzen; – Einbetten von polykristallinem oder amorphem Silicium, das mit einem Fremdstoff vom zweiten Leitungstyp dotiert ist, in Abschnitte, aus denen der Filmstapel entfernt wurde, um die Hilfsschichten herzustellen; – Entfernen der Opferschicht und – thermisches Oxidieren der Oberflächen des polykristallinen oder amorphen Siliciums unter Verwendung des Nitridfilms als Oxidationsstoppfilm.The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 18, wherein the step of preparing the auxiliary layers (BL1, BL2) includes the steps of: Coating a pad oxide film, a nitride film and a sacrificial film in this order to form a film stack; Removing parts of the film stack by etching; Embedding polycrystalline or amorphous silicon doped with a second conductivity type impurity into portions from which the film stack has been removed to produce the auxiliary layers; - Remove the sacrificial layer and Thermally oxidizing the surfaces of the polycrystalline or amorphous silicon using the nitride film as the oxidation stopper film. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 19, bei dem, wenn die Oberflächen des polykristallinen oder amorphen Siliciums thermisch oxidiert werden, die Fremdstoffbereiche (S/D) vom zweiten Leitungstyp durch Feststoffdiffusion unter Verwendung des polykristallinen oder amorphen Siliciums als Diffusionsquelle ausgebildet werden.The method for producing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 19, wherein when the surfaces of the polycrystalline or amorphous silicon are thermally oxidized, the impurity regions (S / D) of the second conductivity type are formed by solid diffusion using the polycrystalline or amorphous silicon as the diffusion source. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 19, bei dem der Schritt des Herstellens der Hilfsschichten ferner die folgenden Schritte beinhaltet: – Herstellen von Öffnungen im Filmstapel durch Muster der Hilfsschichten; – Dotieren eines Fremdstoffs vom zweiten Leitungstyp durch die Öffnungen, um die Fremdstoffbereiche vom zweiten Leitungstyp in den Halbleiterbereichen auszubilden, die an den Unterseiten der Öffnungen frei liegen; und – Einbetten von polykristallinem oder amorphem Silicium, das mit Fremdstoffen dotiert ist, in die Öffnungen.The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 19, wherein the step of preparing the auxiliary layers further includes the steps of: - Making openings in the film stack by patterns of the auxiliary layers; - doping a second conductivity type impurity through the openings to form the second conductivity type impurity regions in the semiconductor regions exposed at the bottoms of the openings; and Embedding polycrystalline or amorphous silicon doped with impurities into the openings. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 13, bei dem im Schritt des Herstellens der ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) erste Steuerelektroden von Seitenwandformen an den zwei Seiten in der Breitenrichtung der Hilfsschichten (BL1, BL2) durch Abscheiden und Rückätzen eines leitenden Films hergestellt werden.A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 13, wherein, in the step of manufacturing the first control electrodes (CG1, CG2), first control electrodes of sidewall shapes are formed on the two sides in the width direction of the auxiliary layers (BL1, BL2) by depositing and back etching a conductive film become. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 13, bei dem der Schritt des Herstellens der ersten Steuerelektroden (CG1, CG2) ferner die folgenden Schritte beinhaltet: – Abscheiden eines leitenden Films (CGF); – Herstellen einer Ätzschutzschicht (R1) auf dem über den Hilfsschichten (BL1) liegenden leitenden Film (CGF); und – Ätzen des leitenden Films (CGF), während die oberen Abschnitte der Hilfsschichten (BL1, BL2) durch die Ätzschutzschicht (R1) geschützt werden, um den leitenden Film (CGF) in einem Abschnitt zu trennen, der über dem zentralen Abschnitt des Kanalbildungsbereichs (CH) liegt.The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 13, wherein the step of preparing the first control electrodes (CG1, CG2) further includes the steps of: - depositing a conductive film (CGF); - forming an etch stop layer (R1) on the conductive film (CGF) overlying the auxiliary layers (BL1); and Etching the conductive film (CGF) while protecting the upper portions of the auxiliary layers (BL1, BL2) by the etching protection layer (R1) to separate the conductive film (CGF) in a portion over the central portion of the channel formation region (CG) CH) is located. Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 23, bei dem der Schritt des Herstellens der Ätzschutzschicht (R1) ferner die folgenden Schritte beinhaltet: – Herstellen eines Oxidstoppfilms (OSF) an Innenwänden einer Aussparung im leitenden Film (CGF), der ausgebildet wird, um die Formen der Hilfsschichten widerzuspiegeln; – thermisches Oxidieren der Oberflächen von Abschnitten des leitenden Films (CGF), die über den Hilfsschichten liegen, die nicht mit dem Oxidationsstoppfilm (OSF) bedeckt sind, um die Ätzschutzschicht (DF2) zu bilden; und – Entfernen des Oxidationsstoppfilms (OSF).The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 23, wherein the step of preparing the etching protection layer (R1) further includes the steps of: Forming an oxide stopper film (OSF) on inner walls of a recess in the conductive film (CGF), which is formed to reflect the shapes of the auxiliary layers; - thermally oxidizing the surfaces of portions of the conductive film (CGF) overlying the auxiliary layers which are not covered with the oxidation stop film (OSF) to form the etch stop layer (DF2); and - removing the oxidation stop film (OSF). Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 13, ferner mit den folgenden Schritten: – Herstellen dielektrischer Isolierschichten (ISO) in Form paralleler Linien in einer Richtung, und Herstellen von Hilfsschichten (BL1, BL2) aus polykristallinem oder amorphem Silicium, das mit einem Fremdstoff vom zweiten Leitungstyp dotiert ist, in Form paralleler Linien in einer Richtung rechtwinklig zu den dielektrischen Isolierschichten (ISO); und – Herstellen der Fremdstoffbereiche (S/D) vom zweiten Leitungstyp an Halbleiterorten, die Anordnungsbereiche der Hilfsschichten (BL1, BL2) zwischen den dielektrischen Isolierschichten (ISO) überlappen.A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 13, further comprising the steps of: Fabricating dielectric insulating layers (ISO) in the form of parallel lines in one direction; and producing polycrystalline or amorphous silicon auxiliary layers (BL1, BL2) doped with a second conductivity type impurity in the form of parallel lines in a direction perpendicular to the dielectric insulating layers (ISO); and - forming the impurity regions (S / D) of the second conductivity type at semiconductor sites which overlap arrangement regions of the auxiliary layers (BL1, BL2) between the dielectric insulating layers (ISO). Verfahren zum Herstellen eines nichtflüchtigen Halbleiterspeichers nach Anspruch 13, bei dem der Schritt des Herstellens der ersten Steuerelektrode (CG1, CG2) die folgenden Schritte beinhaltet: – Abscheiden eines leitenden Films (CGF) zum Herstellen der ersten leitenden Elektroden; Herstellen einer Ätzschutzschicht (R1) auf Abschnitten des leitenden Films (CGF) zum Ausbilden von Herausführungsbereichen für die ersten Steuerelektroden (CG1, CG2); und – Rückätzen des leitenden Films (CGF).The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory according to claim 13, wherein the step of preparing the first control electrode (CG1, CG2) includes the steps of: Depositing a conductive film (CGF) to produce the first conductive electrodes; Forming an etching protection layer (R1) on portions of the conductive film (CGF) to form lead-out areas for the first control electrodes (CG1, CG2); and - Etching of the conductive film (CGF).
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